JP3589823B2

JP3589823B2 - Substrate transfer device, substrate processing device, and substrate transfer method

Info

Publication number: JP3589823B2
Application number: JP98097A
Authority: JP
Inventors: ▲隆▼俊千葉; 敏博中島
Original assignee: Screen Holdings Co Ltd; Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Screen Holdings Co Ltd; Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1996-12-06
Filing date: 1997-01-07
Publication date: 2004-11-17
Anticipated expiration: 2017-01-07
Also published as: JPH10223719A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板を搬送する基板搬送装置およびそれを備えた基板処理装置ならびに基板搬送方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体ウエハ、液晶表示装置用ガラス基板、フォトマスク用ガラス基板等の基板に種々の処理を行うために基板処理装置が用いられている。基板処理装置の処理室で処理される基板は周囲の雰囲気に大きな影響を受けるので、処理室内は清浄な状態に保たれる。
【０００３】
処理室内で処理された基板を直ちに大気中に搬出すると、処理された基板が大気の影響を受けることになる。特に、処理室内で加熱された基板を直ちに大気中に搬出すると、基板が大気中の酸素、反応性ガス、汚染物質等と反応して基板の酸化や汚染が生じ、プロセスの品質や安定性を損ねる要因となる。基板を処理室内で十分に冷却してから搬出することも可能であるが、基板の冷却のための時間が必要となるので、スループットが低下する。特に、処理室自体も蓄熱している場合には、基板の冷却に長い時間がかかる。
【０００４】
また、処理室内に基板を搬入する際には、処理室内に基板とともに大気が侵入し、処理室の内部が汚染される。処理の開始前にガスパージや減圧等により処理室内をガスで置換する処理を行うと、プロセスの安定化やスループットの向上が妨げられる。
【０００５】
そこで、処理室の基板の出入口に密閉空間である搬送室を接続し、搬送室内に窒素等の不活性ガスを充填する、あるいは真空に保持しておくことにより処理室への基板の搬入および搬出時ならびに搬送工程における基板の汚染を防止している。
【０００６】
図８は処理室および搬送室を備えた従来のクラスタ型の基板処理装置の一例を示す平面図であり、図９は図８の基板処理装置の概略断面図である。
【０００７】
図８の基板処理装置では、搬送室１ａの周囲に４つの処理室３および２つの受け渡し室（ロードロック）８が放射状に接続されている。搬送室１ａ内には、２つの基板保持部（基板保持アーム）１２を有する搬送機構１１が設けられている。搬送機構１１は、受け渡し室８と処理室３との間および処理室３間で基板を搬送する。
【０００８】
図９に示すように、搬送室１ａには、処理室３に対して基板を搬入および搬出するための開口部１３および受け渡し室８との間で基板の受け渡しを行うための開口部１４が形成されている。開口部１３には、ガスの流通を遮断可能なスリットバルブ５１が設けられ、開口部１４にも、同様にガスの流通を遮断可能なスリットバルブ８１が設けられている。
【０００９】
この搬送室１ａには、パージガス供給口７１および排気口７２が設けられている。パージガス供給口７１は配管７３およびバルブ７４を介してパージガス供給源に接続され、排気口７２は配管７５を介して排気手段に接続されている。これにより、搬送室１ａ内は、減圧によるガス置換またはＮ_２等の不活性ガスによる大気圧下または準大気圧下でのパージが可能となっている。
【００１０】
受け渡し室８内には、カセット保持部８３が真空エレベータ８４により昇降可能に設けられている。このカセット保持部８３上には複数の基板１００を保持するカセット８５が載置される。また、受け渡し室８には、外部との間でカセット８５を搬入および搬出するための開口部９１が形成され、この開口部９１にガスの流通を遮断可能なゲートバルブ８２が設けられている。
【００１１】
この受け渡し室８には、パージガス供給口８６および排気口８７が設けられている。パージガス供給口８６は配管８９およびバルブ８８を介してパージガス供給源に接続され、排気口８７は配管９０を介して排気手段に接続されている。これにより、受け渡し室８内は、減圧によるガス置換または不活性ガスによる大気圧下または準大気圧下でのパージが可能となっている。
【００１２】
基板の処理前に、受け渡し室８のゲートバルブ８２を開き、開口部９１を介して外部から受け渡し室８内のカセット保持部８３にカセット８５を搬入する。ゲートバルブ８２を閉じた後、受け渡し室８内に侵入した大気を清浄な状態にするために、減圧によるガス置換または不活性ガスによるパージを行う。
【００１３】
基板の搬送時には、搬送室１ａと受け渡し室８との間のスリットバルブ８１を開く。搬送室１ａ内の搬送機構１１が、基板保持部１２を伸張して受け渡し室８内のカセット８５に保持された基板を受け取った後、１つの処理室３内に搬送する。処理室３内で処理された基板は、搬送機構１１により他の処理室３に搬送される。あるいは、同様の処理が並行して行われる。このとき、搬送室１ａ内は減圧下に保たれ、あるいはＮ_２等の不活性ガスにより大気圧または準大気圧下でパージされている。
【００１４】
このようにして、１つの基板が４つの処理室３に順次搬送され、各処理室３において所定の処理が行われる。あるいは、同様の処理が並行して行われる。すべての処理が終了した基板は、搬送機構１１により他方の受け渡し室８内のカセット８５に格納される。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の基板処理装置においては、上記のように、受け渡し室８内に侵入した大気を清浄な状態にするために受け渡し室８内を減圧によりガス置換し、またはＮ_２等の不活性ガスによりパージする必要があった。そのため、スループットが低下する。
【００１６】
また、受け渡し室８には、ガスシール性および耐圧を有する構造および機構が必要となり、かつ真空排気のために、配管、バルブ、ポンプ等の機構が必要となる。さらに、搬送室１ａと受け渡し室８との間および受け渡し室８と外部との間にガスの流通を遮断可能なシール性の高いバルブが必要となる。これらの結果、基板の処理コストが高くなるという問題がある。
【００１７】
一方、搬送室１ａ内で例えば直径８インチの基板を搬送する場合には、搬送室１ａの容積は５０Ｌ（リットル）程度となる。この搬送室１ａ内の雰囲気を１０ｐｐｍ以下の純度まで不活性ガスで置換するためには、搬送室１ａ内を１５０Ｌ／分の流量でパージしても１日以上かかる。このように、搬送室１ａ内を高純度のガス雰囲気に置換するために非常に長時間を要するため、実用性が低い。
【００１８】
また、搬送室１ａ内を減圧排気した後に不活性ガスでパージすることにより、ガス置換を行う方法もあるが、搬送室１ａや搬送機構１１を減圧対応とするために耐圧構造、真空排気機構およびガスシール構造を設けなければならない。これにより、コストが上昇する。
【００１９】
本発明の目的は、基板の処理におけるスループットを向上させるとともに基板の処理コストを低減しつつ基板の搬送雰囲気を清浄に保つことが可能な基板搬送装置およびそれを備えた基板処理装置ならびに基板搬送方法を提供することである。
【００２０】
本発明の他の目的は、低コストで搬送室内を短時間で清浄な雰囲気に置換することが可能な基板搬送装置を提供することである。
【００２１】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
第１の発明に係る基板搬送装置は、基板を搬送する基板搬送装置であって、開口部を有する搬送室と、搬送室の開口部から大気中の開放空間に設けられた受け渡し部まで延びる通路を形成する通路形成部材と、搬送室内に配置され、基板を搬送するとともに開口部および通路を介して受け渡し部との間で基板の受け渡しを行う搬送手段と、搬送室内に所定の気体を供給するとともに、搬送手段により開口部を介して基板の受け渡しが行われるときに搬送室の内部から通路を通して受け渡し部に向かう気体の流れを形成する気体供給手段とを備えたものである。
【００２２】
本発明に係る基板搬送装置においては、搬送手段により搬送室の開口部を介して基板の受け渡しが行われるときに、搬送室の内部から搬送室の開口部から大気中の開放空間に設けられた受け渡し部まで延びる通路を通して受け渡し部に向かう長い気体の流れが形成されるので、基板とともに外気が搬送室内に引き込まれることが防止される。また、外気の流れの乱れにより外気が搬送室内に侵入することが抑制される。
【００２３】
それにより、搬送室の開口部から大気中の開放空間に設けられる基板の受け渡し部を密閉空間として減圧によるガス置換または不活性ガスによるパージを行う必要がなくなり、受け渡し部にガスシール性および耐圧を有する機構および真空排気のための機構が不要となる。したがって、基板の処理におけるスループットを向上させるとともに基板の処理コストを低減しつつ基板の搬送雰囲気を清浄に保つことが可能となる。
【００２４】
第２の発明に係る基板搬送装置は、第１の発明に係る基板搬送装置の構成において、気体供給手段が、搬送手段により開口部を介して基板の受け渡しが行われるときに搬送室内を外部に対して陽圧にするものである。これにより、搬送室内から外部に向かう気体の流れが形成される。
【００２５】
第３の発明に係る基搬送装置は、第１または第２の発明に係る基板搬送装置の構成において、搬送室の開口部に設けられて搬送室内を外部と遮断する開閉自在な開閉部材をさらに備えたものである。
【００２６】
この場合、開口部を介して外部との間で基板の受け渡しが行われるときに開閉部材が開かれ、基板の受け渡し時以外に開閉部材が閉じられる。それにより、基板の受け渡し時以外に搬送室内に供給する気体の流量を低減することが可能となる。
【００２９】
第４の発明に係る基板搬送装置は、第３の発明に係る基板搬送装置の構成において、通路形成部材に設けられて搬送室の内部を外部と遮断する開閉自在な開閉部材をさらに備えたものである。
【００３０】
この場合、開口部を介して外部との間で基板の受け渡しが行われるときに開閉部材が開かれ、基板の受け渡し時以外に開閉部材が閉じられる。それにより、基板の受け渡し時以外に搬送室内に供給する気体の流量を低減することが可能となる。
【００３１】
第５の発明に係る基板搬送装置は、第３または第４の発明に係る基板搬送装置の構成において、搬送手段により開口部を介して基板の受け渡しが行われるときに通路形成部材により形成される通路中に受け渡し部に向かう気体の流れが形成されるように排気を行う排気部をさらに備えたものである。
【００３２】
この場合、開口部から基板の受け渡し部へのガスの流出量を削減し、不要なガスの排出を低減したりパーティクルの巻き上げを低減することが可能となる。
【００３３】
第６の発明に係る基板搬送装置は、第１〜第５のいずれかの発明に係る基板搬送装置の構成において、搬送室の中央部に関して互いに反対側の位置に気体の導入部および気体の排出部が設けられたものである。
【００３４】
この場合、気体の導入部から搬送室内に導入された気体が搬送室内の中央部を通って反対側に配置された気体の排出部から排出されるので、気体が搬送室内の全体に効率良く行き渡る。したがって、減圧排気を行うことなく、低コストで搬送装置内を高純度の気体雰囲気に短時間で置換することができる。
【００３５】
第７の発明に係る基板処理装置は、第１〜第５のいずれかの発明に係る基板搬送装置の構成において、搬送室の開口部に対して反対側の位置に気体の導入部が設けられたものである。
【００３６】
この場合、気体の導入部から搬送室内に導入された気体が搬送室内の中央部を通って反対側に配置された開口部から排出されるので、気体が搬送室内の全体に効率良く行き渡る。したがって、減圧排気を行うことなく、低コストで搬送室内を高純度の気体雰囲気に短時間で置換することができる。
【００３７】
第８の発明に係る基板搬送装置は、第５の発明に係る基板搬送装置の構成において、搬送室の開口部に対して反対側の位置に気体の導入部が設けられ、通路形成部材に気体の排出部が設けられたものである。
【００３８】
この場合、気体の導入部から搬送室内に導入された気体が搬送室内の中央部を通って反対側に配置された開口部から排出され、さらに通路形成部材の内部を通って気体の排出部から排出されるので、気体が搬送室内の全体に効率良く行き渡る。したがって、減圧排気を行うことなく、低コストで搬送室内を高純度の気体雰囲気に短時間で置換することができる。
【００３９】
第９の発明に係る基板搬送装置は、基板を搬送する基板搬送装置であって、開口部を有する搬送室と、搬送室の開口部から大気中の開放空間に設けられた受け渡し部まで延びる通路を形成する通路形成部材と、搬送室内に配置されて基板を搬送するとともに開口部および通路を介して受け渡し部との間で基板の受け渡しを行う搬送手段とを備え、搬送室の開口部に対して反対側の位置に気体の導入部が設けられ、通路形成部材に気体の排出部が設けられたものである。
【００４０】
この場合、搬送室の開口部に対して反対側の位置に設けられた気体の導入部から搬送室内に導入された気体が搬送室内の中央部を通って通路形成部材に設けられた気体の排出部から排出されるので、気体が搬送室内の全体に効率良く行き渡るとともに、基板とともに外気が搬送室内に引き込まれることが防止される。さらに、外気の流れの乱れにより外気が搬送室内に侵入することが抑制される。それにより、搬送室の開口部から大気中の開放空間に設けられる基板の受け渡し部を密閉空間として減圧によるガス置換または不活性ガスによるパージを行う必要がなくなり、受け渡し部にガスシール性および耐圧を有する機構および真空排気のための機構が不要となる。
【００４１】
第１０の発明に係る基板搬送装置は、第６〜第９のいずれかの発明に係る基板搬送装置の構成において、気体の導入部に気体の流速を低減させて気体を拡散させる流速低減拡散手段が設けられたものである。
【００４２】
これにより、気体の導入部から搬送室内に導入される気体が搬送室内の一部の領域に集中することが防止され、気体が搬送室内の全体に容易に行き渡る。それにより、搬送室内をより短時間で高純度の気体雰囲気に置換することができる。
【００４３】
第１１の発明に係る基板処理装置は、基板に所定の処理を行う処理室、基板を搬送する基板搬送装置および大気中の開放空間に設けられた受け渡し部を備える。基板搬送装置は、搬送室、通路形成部材、搬送手段および気体供給手段を含み、受け渡し部は、１または複数の基板を保持する基板保持手段を含む。
【００４４】
搬送室は、処理室に接続される開閉自在な第１の開口部および受け渡し部側に設けられた第２の開口部を有する。通路形成部材は、第２の開口部から受け渡し部まで延びる通路を形成する。搬送手段は、搬送室内に配置され、基板を搬送するとともに、第１の開口部を介して処理室に対して基板の搬入および搬出を行い、第２の開口部を介して受け渡し部との間で基板の受け渡しを行う。気体供給手段は、搬送室内に所定の気体を供給するとともに、搬送手段により第２の開口部を介して受け渡し部との間で基板の受け渡しが行われるときに搬送室の内部から開口部を通して受け渡し部に向かう気体の流れを形成する。
【００４５】
本発明に係る基板処理装置においては、基板搬送装置の搬送手段により搬送室の開口部を介して受け渡し部との間で基板の受け渡しが行われるときに、搬送室の内部から開口部を通して受け渡し部に向かう長い気体の流れが形成されるので、基板とともに外気が搬送室内に引き込まれることが防止される。また、外気の流れの乱れにより外気が搬送室内に侵入することが抑制される。
【００４６】
それにより、受け渡し部を密閉空間として減圧によるガス置換または不活性ガスによるパージを行う必要がなくなり、受け渡し部にガスシール性および耐圧を有する機構および真空排気のための機構が不要となる。したがって、基板の処理におけるスループットを向上させるとともに基板の処理コストを低減しつつ基板の搬送雰囲気を清浄に保つことが可能となる。
【００５０】
第１２の発明に係る基板搬送方法は、開口部を有する搬送室内で基板の受け渡しを行う基板搬送方法において、搬送室の外部における大気中の開放空間に設けられた受け渡し部と搬送室との間で搬送室の開口部から受け渡し部まで延びる通路を通して基板の受け渡しを行うときに、搬送室内に所定の気体を供給するとともに搬送室の内部から開口部および通路を通して受け渡し部に向かう気体の流れを形成するものである。
【００５１】
本発明に係る基板搬送方法においては、搬送室の開口部および通路を介して受け渡し部との間で基板の受け渡しを行うときに、搬送室の内部から開口部および通路を通して受け渡し部に向かう長い気体の流れを形成することにより、基板とともに外気が搬送室内に引き込まれることが防止される。また、外気の流れの乱れにより外気が搬送室内に侵入することが抑制される。
【００５２】
それにより、搬送室の外部に設けられる基板の受け渡し部を密閉空間として減圧によるガス置換または不活性ガスによるパージを行う必要がなくなり、受け渡し部にガスシール性をおよび耐圧を有する機構および真空排気のための機構が不要となる。したがって、基板の処理におけるスループットを向上させるとともに基板の処理コストを低減しつつ基板の搬送雰囲気を清浄に保つことが可能となる。
【００５３】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の第１の実施例におけるクラスタ型の基板処理装置を示す平面図であり、図２は図１の基板処理装置の概略断面図である。
【００５４】
図１の基板処理装置では、搬送室１の周囲に３つの処理室３、２つの受け渡し部（インタフェース部）２およびバッファ部１５が放射状に設けられている。搬送室１内には、２つの基板保持部（基板保持アーム）１２を有する搬送機構１１が設けられている。搬送機構１１の２つの基板保持部１２は、鉛直方向の軸の回りで回転可能かつスライド機構により伸縮可能に構成されている。この搬送機構１１は、受け渡し部２と処理室３との間および処理室３間で基板を搬送する。また、バッファ部１５は基板を一時的に保持する。
【００５５】
図２に示すように、搬送室１には、処理室３に対して基板を搬入および搬出するための開口部１３および受け渡し部２との間で基板の受け渡しを行うための開口部１４が形成されている。開口部１３には、Ｏリング等によりガスの流通を遮断可能なスリットバルブ５１が設けられている。
【００５６】
搬送室１の外側には、開口部１４から外方に延びる断面矩形状の通路を形成する通路形成部材（覆い状部材）５２が設けられている。開口部１４と通路形成部材５２との間には、Ｏリング等によりガスの流通を遮断可能なスリットバルブ５３が設けられている。
【００５７】
搬送室１には、パージガス供給口５４が設けられている。パージガス供給口５４は、配管５５、開閉バルブ５６および流量調整可能なバイパスバルブ５７を介してガス供給装置１１０に接続されている。開閉バルブ５６およびバイパスバルブ５７は並列に接続されている。また、通路形成部材５２の先端部に排気口５８が設けられている。排気口５８は、配管５９を介して排気装置１２０に接続されている。
【００５８】
このような構成により、搬送室１内は、所定のパージガスにより大気圧下または準大気圧下でのパージが可能となっている。パージガスとしては、可燃性、毒性および腐蝕性を有さないガスを選択し、例えばＮ_２等の不活性ガスやＯ_２等の所望のガスを用いる。
【００５９】
受け渡し部２はカセットモジュールであり、昇降装置２１およびカセット保持部２２からなる。昇降装置２１はカセット保持部２２を昇降させる。カセット保持部２２上には、複数の基板１００を保持するカセット２３が載置される。また、このカセット保持部２２には、カセット２３および基板１００の有無を検出する検出器が設けられる。受け渡し部２に、ＵＬＰＡ（ＵｌｔｒａＬｏｗＰｅｎｅｔｒａｔｉｏｎＡｉｒ）フィルタ等のクリーニングユニットを設けてもよい。
【００６０】
本実施例では、パージガス供給口５４がガスの導入部に相当し、排気口５８がガスの排出部に相当する。
【００６１】
搬送室１内は、スリットバルブ５３を開いた状態で、排気口５８から排気を行いつつ開閉バルブ５６および配管５５を介してガス供給装置１１０により供給されるパージガスにより大気圧下または準大気圧下でパージされる。
【００６２】
このとき、パージガス供給口５４と排気口５８とが搬送室１の中央部に関して互いに反対側の位置（対向する位置）に配置されているので、パージガス供給口５４から搬送室１内に導入されたパージガスが搬送室１内の中央部を通って排気口５８から排出される。これにより、搬送室１内の全体にパージガスが効率良く行き渡る。したがって、搬送室１内を高純度のガス雰囲気に短時間で置換することができる。
【００６３】
例えば、搬送室１内の雰囲気を１５０Ｌ／分の流量で数十分間パージすることにより１０ｐｐｍ以下の高純度のガス雰囲気を得ることができる。
【００６４】
ガスパージ後、スリットバルプ５３が閉止され、搬送室１内はほぼ大気圧のパージガスの雰囲気に保たれる。これにより、外部の受け渡し部２との間での基板の受け渡し時以外に、搬送室１内に供給するパージガスの流量を減らすことができる。
【００６５】
なお、イオン注入活性化アニールやメタルシリサイデーションのように窒素を用いるプロセスでは搬送室１内を窒素雰囲気に保ち、酸化処理のように酸素を用いるプロセスでは搬送室１内を酸素雰囲気に保つことが好ましい。
【００６６】
搬送室１と受け渡し部２との間で基板の受け渡しを行う際には、開閉バルブ５６および配管５５を介して搬送室１内にパージガスを供給するとともに、スリットバルブ５３を開き、排気口５８から排気を行うことにより、搬送室１内をパージする。このとき、搬送室１内が外部に対して陽圧になるように、バイパスバルブ５７でパージガスの流量を調整する。これにより、搬送室１の内部から開口部１４および通路形成部材５２内の通路を通って外部へ向かうパージガスの流れが形成される。
【００６７】
この状態で、搬送機構１１の基板保持部１２が通路形成部材５２内の通路を通って外部に突出し、受け渡し部２のカセット２３に保持された基板１００を受け取って搬送室１内に戻り、あるいは基板を保持した基板保持部１２が通路形成部材５２内の通路を通って外部に突出し、受け渡し部２のカセット２３に基板を格納して搬送室１内に戻る。
【００６８】
この場合、搬送室１の内部から通路形成部材５２内の通路を通って外部へ向かうパージガスの流れにより、外気が搬送室１内に侵入することが防止される。また、通路形成部材５２の長さにわたって外部に向かうパージガスの流れが形成されるので、基板保持部１２が外部から搬送室１内に戻る際に、基板の表面や基板保持部１２の細部に存在する大気が外部に押し戻される。したがって、基板の受け渡し時に受け渡し部２に特別な雰囲気制御を行う必要はない。
【００６９】
基板の受け渡しの終了後、スリットバルブ５３が閉止される。基板の搬送時には、搬送室１内はほぼ大気圧のパージガスの雰囲気に保たれる。搬送機構１１は、受け渡し部２から受け取った基板を１つの処理室３内に搬送し、処理室３内で処理された基板を他の処理室３に搬送する。すべての処理が終了した基板は、搬送機構１１により上記の方法で受け渡し部２のカセット２３に格納される。
【００７０】
特に、処理室３内で高温に加熱された基板は一旦複数枚保持可能なバッファ部１５（図１参照）内に載置され、冷却された後に他の処理部３に搬送され、あるいは外部の受け渡し部２に搬出される。
【００７１】
本実施例の基板処理装置では、搬送機構１１により搬送室１の開口部１４を介して受け渡し部２との間で基板の受け渡しが行われるときに、搬送室１の内部から通路形成部材５２を通して外部に向かうパージガスの流れが形成されるので、搬送室１内に外気が侵入することが防止される。それにより、受け渡し部２を密閉空間として減圧によるガス置換または不活性ガスによるパージを行う必要がなくなる。
【００７２】
したがって、搬送室１と受け渡し部２との間にガスリークが極めて少ない（シール性の高い）高価なスリットバルブやゲートバルブを用いることなく、搬送室１内を所望の純度のガス雰囲気に保ちながら外部との間で基板の受け渡しが可能となる。
【００７３】
また、受け渡し部２に、ガス雰囲気の遮断およびガス置換が可能な耐圧性の高いロードロック機構が必要なくなる。したがって、受け渡し部２にロードロック室やガスリークの極めて少ない高価なゲートバルブ、ガス供給系、昇降装置のガスシール機構、真空ポンプ、これらの制御系等が不要となる。
【００７４】
さらに、排気口５８がパージガス供給口５４に対してほぼ反対側に配置されているので、搬送室１内を減圧排気することなく、大気圧下または準大気圧下で高純度のガス雰囲気に短時間で効率良く置換することができる。
【００７５】
これらの結果、基板の処理におけるスループットが向上するとともに、基板の処理コストを低減しつつ基板の搬送雰囲気を清浄に保つことが可能となる。
【００７６】
本実施例では、排気口５８が通路形成部材５２の先端部に設けられているので、スリットバルブ５３を閉じることにより搬送室１内の排気を停止することができる。したがって、排気系にバルブを設けることなく搬送室１内のガス置換を短時間で行うことができる。また、パージガスの消費量も低減できる。
【００７７】
なお、状況に応じてバイパスバルブ５７によりパージガスの流量を調整することが好ましい。例えば、外気の侵入しやすい基板搬入出の際にはパージガスの流量を増やし、それ以外は流量を絞ることによりパージガスの消費を節約する。
【００７８】
図３は通路形成部材の他の例を示す概略断面図である。図３の例では、通路形成部材５２の上部および下部にそれぞれパージガスを供給する配管６１，６２を接続するとともに、通路形成部材５２の上面および下面に１または複数のパージガス供給口（図示せず）を形成し、通路形成部材５２の上面および下面から内部にパージガスを供給する。
【００７９】
これにより、通路形成部材５２内の通路を通して受け渡し部２との間で基板の受け渡しを行う場合に、搬送機構１１の細部や、基板と搬送機構１１との間の細部のガスも充分にパージされる。その結果、搬送室１内への外気の引込みが十分に阻止される。
【００８０】
図４は通路形成部材のさらに他の例を示す概略断面図である。図４の例では、通路形成部材５２内の通路に開閉自在な扉６３が配設されている。この扉６３は、支持部材６４および１対のローラ６５により上下方向に移動可能となっている。また、通路形成部材５２のほぼ先端部の上面および下面にそれぞれ排気口６８が形成されている。排気口６８は配管６９を介して排気装置に接続される。
【００８１】
扉６３が閉じている状態で扉６３の周囲に隙間６７が形成されている。これにより、扉６３の閉止状態で通路形成部材５２内の通路中に開口部１４側から外部に向かうパージガスの流れが形成される。
【００８２】
図４の例では、扉６３の開閉時に扉６３が周囲の部材と接触しないので、部材間の摩擦によるパーティクル（粒子）の発生が防止される。また、排気口６８が通路形成部材５２の先端部に設けられているので、扉６３を閉じることにより搬送室１内の排気をほぼ停止することができる。したがって、排気系にバルブを設けることなく搬送室１内のガス置換を短時間で行うことができる。また、パージガスの消費量も低減できる。
【００８３】
図５は本発明の第２の実施例におけるクラスタ型の基板処理装置の概略断面図である。
【００８４】
図５の基板処理装置が図１および図２の基板処理装置と異なるのは次の点である。配管５５とパージガス供給口５４との間にガス流速低減拡散部１１０が設けられている。また、排気口５８が搬送室１の一端部にあるパージガス供給口５４に対して反対側の位置（対向する位置）に設けられ、開口部１４側の他端部にある排気口５８が配管５９を介して排気装置１２０に接続されている。他の部分の構成は、図１および図２の基板処理装置の構成と同様である。
【００８５】
図６はガス流速低減拡散部１１０の一例を示す断面図である。図６のガス流速低減拡散部１１０は、上面にガス入口１１２を有しかつ下面にガス出口１１３を有するハウジング１１１内にＵＬＰＡ（ＵｌｔｒａＬｏｗＰｅｎｅｔｒａｔｉｏｎＡｉｒＦｉｌｔｅｒ）等のエアフィルタ１１４を収納することにより構成される。ガス流速低減拡散部１１０のガス入口１１２は配管５５に接続され、ガス出口１１３は搬送室１のパージガス供給口５４に配置される。
【００８６】
このような構造により、配管５５を通して供給されるパージガスの流速がエアフィルタ１１４により低減されるとともに、その流動方向が拡散される。また、パージガス中の不純物がエアフィルタ１１４により除去され、搬送室１内に清浄なパージガスが供給される。
【００８７】
図７はガス流速低減拡散部１１０の他の例を示す断面図である。図７のガス流速低減拡散部１１０は、上面にガス入口１１２を有しかつ下面にガス出口１１３を有するハウジング１１１内に複数のバッフル板１１５を配置することにより構成される。ガス流速低減拡散部１１０のガス入口１１２は配管５５に接続され、ガス出口１１３は搬送室１のパージガス供給口５４に配置される。
【００８８】
このような構造により、配管５５を通して供給されるパージガスの流速がバッフル板１５で低減されるとともに、その流動方向が拡散される。
【００８９】
なお、図６のエアフィルタ１１４または図７のバッフル板１１５の代わりに、金属メッシュ、多孔質セラミックス等の他のガス流速低減拡散部材を用いてもよい。
【００９０】
図５の基板処理装置では、スリットバルブ５３を閉じた状態で排気口５８から排気を行いつつ開閉バルブ５６および配管５５を介してガス供給装置１１０によりパージガスを供給することにより搬送室１内が大気圧下または準大気圧下でパージされる。
【００９１】
この場合、排気口５８がパージガス供給口５４に対して反対側に配置されているので、パージガス供給口５４から搬送室１内に導入されたパージガスが搬送室１内の中央部を通って排気口５８から排出される。それにより、搬送室１内の全体にパージガスが効率良く行き渡る。したがって、減圧排気を行うことなく、搬送室１内を高純度のガス雰囲気に短時間で置換することができる。
【００９２】
例えば、搬送室１内の雰囲気を１５０Ｌ／分の流量で数十分間パージすることにより１０ｐｐｍ以下の高純度のガス雰囲気を得ることができる。
【００９３】
また、パージガス供給口５４にガス流速低減拡散部１１０が設けられているので、搬送室１内に導入されるパージガスの流速が低減されるとともにその流動方向が拡散される。それにより、パージガスが搬送室１内の一部の領域に集中せずに搬送室１内の全体に効率良く行き渡り、搬送室１内を高純度のガス雰囲気により短時間で置換することが可能となる。
【００９４】
なお、第１の実施例の基板処理装置においても、第２の実施例の基板処理装置と同様に、配管５５とパージガス供給口５４との間にガス流速低減拡散部１１０を設けてもよい。
【００９５】
また、第１および第２の実施例の基板処理装置において、搬送室１内をパージガスで置換する際にパージガスを開口部１４を通して外部に排出する場合には、搬送室１または通路形成部材５２に排気口５８を設けなくてもよい。
【００９６】
この場合にも、開口部１４がパージガス供給口５４に対して反対側に配置されているので、パージガス供給口５４から搬送室１内に導入されたパージガスが搬送室１内の中央部を通って開口部１４から排出される。これにより、パージガスが搬送室１内の全体に効率良く行き渡るため、搬送室１内を大気圧下または準大気圧下で高純度のガス雰囲気に短時間で置換することができる。この場合、開口部１４がガスの排出部に相当する。
【００９７】
なお、上記第１および第２の実施例では、搬送室１内に隣接して基板を一時的に保持するバッファ部１５を設けているが、バッファ部１５の代わりに基板の中心を合わせる中心合わせ機構またはオリエンテーションフラット（直線状切欠き）やノッチ（円弧状切欠き）等の切欠き部の方向を合わせる結晶方位合わせ機構を設けてもよく、バッファ部１５に加えて中心合わせ機構または結晶方位合わせ機構を設けてもよい。
【００９８】
また、スリットバルブ５３の弁体収納部にパージガスを排気する排気口を設けてもよい。それにより、搬送室１内に袋状部分がなくなり、ガス置換を短時間で行うことが可能となる。
【００９９】
また、搬送室１を耐圧容器により構成し、搬送室１に真空排気系を設けることにより、搬送室１内を減圧によるガス置換可能としてもよい。
【０１００】
また、搬送室１に排気系を設けてもよい。この場合には、排気系にバルブを設け、搬送室１を外部と連通させたときにバルブにより搬送室１内の排気を閉止してもよい。
【０１０１】
さらに、スリットバルブ５３を通路形成部材５２の先端部に設けてもよい。この場合、排気系にバルブを設け、搬送室１を外部と連通させたときにバルブにより搬送室１内の排気を閉止してもよい。
【０１０２】
上記第１および第２の実施例では、受け渡し部２がカセットを保持するカセットモジュールである場合を説明したが、受け渡し部２が基板を保持する基板インタフェースモジュールであってもよい。この場合、基板インタフェースモジュールは、基板の保持機構および基板の検出器により構成される。
【０１０３】
また、搬送機構１１の構成は上記第１および第２の実施例の構成に限定されず、例えば、複数のアーム部材を関節機構により折り畳み自在に連結してなる搬送機構を用いてもよい。
【０１０４】
本発明は、半導体ウエハや液晶表示装置用基板に加熱を伴う処理を行う基板処理装置、ＲＴＰ（急速枚葉熱処理）装置、ＲＴＣＶＤ装置、バッチ炉、ベークオーブン等の１つ以上の処理室を有する基板処理装置、またはこれらの処理室と洗浄装置、ＰＶＤ（物理的気相成長）装置等の処理室を有しかつ連続的な処理を可能とするクラスタ型の基板処理装置等の種々の基板処理装置に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例における基板処理装置の平面図である。
【図２】図１の基板処理装置の概略断面図である。
【図３】通路形成部材の他の例を示す概略断面図である。
【図４】通路形成部材のさらに他の例を示す概略断面図である。
【図５】本発明の第２の実施例における基板処理装置の平面図である。
【図６】ガス流速低減拡散部の一例を示す断面図である。
【図７】ガス流速低減拡散部の他の例を示す断面図である。
【図８】従来のクラスタ型の基板処理装置の一例を示す平面図である。
【図９】図８の基板処理装置の概略断面図である。
【符号の説明】
１搬送室
２受け渡し部
３処理室
１１搬送機構
１３，１４開口部
２３カセット
５１，５３スリットバルブ
５２通路形成部材
５４パージガス供給口
５５，５９，６１，６２配管
５６開閉バルブ
５７バイパスバルブ
５８，６８排気口
６３扉
１１０ガス流速低減拡散部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a substrate transfer device for transferring a substrate, a substrate processing apparatus including the same, and a substrate transfer method.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art A substrate processing apparatus is used for performing various processes on a substrate such as a semiconductor wafer, a glass substrate for a liquid crystal display device, and a glass substrate for a photomask. Since the substrate processed in the processing chamber of the substrate processing apparatus is greatly affected by the surrounding atmosphere, the processing chamber is kept clean.
[0003]
If a substrate processed in the processing chamber is immediately carried out to the atmosphere, the processed substrate will be affected by the atmosphere. In particular, when a substrate heated in a processing chamber is immediately carried out to the atmosphere, the substrate reacts with oxygen, reactive gas, and contaminants in the atmosphere to oxidize and contaminate the substrate, thereby reducing the quality and stability of the process. It is a detrimental factor. Although it is possible to carry out the substrate after sufficiently cooling it in the processing chamber, the time is required for cooling the substrate, so that the throughput is reduced. In particular, when the processing chamber itself also stores heat, it takes a long time to cool the substrate.
[0004]
When a substrate is carried into a processing chamber, air enters the processing chamber together with the substrate, and the inside of the processing chamber is contaminated. If a process of replacing the inside of the processing chamber with a gas by gas purging, depressurization, or the like is performed before the start of the processing, stabilization of the process and improvement in throughput are hindered.
[0005]
Therefore, the transfer chamber, which is a closed space, is connected to the entrance and exit of the substrate in the processing chamber, and the transfer chamber is filled with an inert gas such as nitrogen, or the substrate is loaded and unloaded by maintaining the vacuum. This prevents contamination of the substrate during the time and transfer process.
[0006]
FIG. 8 is a plan view showing an example of a conventional cluster type substrate processing apparatus having a processing chamber and a transfer chamber, and FIG. 9 is a schematic sectional view of the substrate processing apparatus of FIG.
[0007]
In the substrate processing apparatus of FIG. 8, four processing chambers 3 and two transfer chambers (load locks) 8 are radially connected around the transfer chamber 1a. A transfer mechanism 11 having two substrate holding units (substrate holding arms) 12 is provided in the transfer chamber 1a. The transport mechanism 11 transports the substrate between the transfer chamber 8 and the processing chamber 3 and between the processing chambers 3.
[0008]
As shown in FIG. 9, the transfer chamber 1a has an opening 13 for loading and unloading the substrate into and out of the processing chamber 3 and an opening 14 for transferring the substrate to and from the transfer chamber 8. Have been. The opening 13 is provided with a slit valve 51 capable of blocking the flow of gas, and the opening 14 is also provided with a slit valve 81 capable of blocking the flow of gas.
[0009]
The transfer chamber 1a is provided with a purge gas supply port 71 and an exhaust port 72. The purge gas supply port 71 is connected to a purge gas supply source via a pipe 73 and a valve 74, and the exhaust port 72 is connected to an exhaust unit via a pipe 75. Thus, the inside of the transfer chamber 1a is replaced with gas by pressure reduction or N2.₂  Purging under an atmospheric pressure or a sub-atmospheric pressure by an inert gas such as this is possible.
[0010]
In the delivery chamber 8, a cassette holding unit 83 is provided so as to be able to move up and down by a vacuum elevator 84. A cassette 85 for holding a plurality of substrates 100 is placed on the cassette holding section 83. The transfer chamber 8 has an opening 91 for loading and unloading the cassette 85 from and to the outside. The opening 91 is provided with a gate valve 82 capable of blocking gas flow.
[0011]
The transfer chamber 8 is provided with a purge gas supply port 86 and an exhaust port 87. The purge gas supply port 86 is connected to a purge gas supply source via a pipe 89 and a valve 88, and the exhaust port 87 is connected to an exhaust unit via a pipe 90. Thereby, the inside of the transfer chamber 8 can be purged under reduced pressure or at atmospheric pressure or sub-atmospheric pressure by inert gas.
[0012]
Before processing the substrate, the gate valve 82 of the transfer chamber 8 is opened, and the cassette 85 is loaded into the cassette holding unit 83 in the transfer chamber 8 from the outside through the opening 91. After closing the gate valve 82, in order to keep the air that has entered the delivery chamber 8 in a clean state, gas replacement under reduced pressure or purging with an inert gas is performed.
[0013]
During the transfer of the substrate, the slit valve 81 between the transfer chamber 1a and the transfer chamber 8 is opened. After the transfer mechanism 11 in the transfer chamber 1 a extends the substrate holding unit 12 and receives the substrate held in the cassette 85 in the transfer chamber 8, the transfer mechanism 11 transfers the substrate into one processing chamber 3. The substrate processed in the processing chamber 3 is transferred to another processing chamber 3 by the transfer mechanism 11. Alternatively, similar processing is performed in parallel. At this time, the inside of the transfer chamber 1a is kept under reduced pressure or N₂  Purging at atmospheric pressure or sub-atmospheric pressure.
[0014]
In this way, one substrate is sequentially transported to the four processing chambers 3, and predetermined processing is performed in each processing chamber 3. Alternatively, similar processing is performed in parallel. The substrate on which all processing has been completed is stored in the cassette 85 in the other transfer chamber 8 by the transport mechanism 11.
[0015]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional substrate processing apparatus, as described above, the inside of the transfer chamber 8 is gas-replaced by decompression or N 2 so as to clean the air that has entered the transfer chamber 8.₂  It was necessary to purge with an inert gas such as Therefore, the throughput decreases.
[0016]
Further, the transfer chamber 8 requires a structure and a mechanism having gas sealing properties and pressure resistance, and also requires a mechanism such as a pipe, a valve, and a pump for evacuation. Further, a valve having a high sealing property capable of blocking gas flow between the transfer chamber 1a and the transfer chamber 8 and between the transfer chamber 8 and the outside is required. As a result, there is a problem that the processing cost of the substrate increases.
[0017]
On the other hand, when a substrate having a diameter of, for example, 8 inches is transferred in the transfer chamber 1a, the volume of the transfer chamber 1a is about 50 L (liter). In order to replace the atmosphere in the transfer chamber 1a with an inert gas to a purity of 10 ppm or less, it takes one day or more even if the inside of the transfer chamber 1a is purged at a flow rate of 150 L / min. As described above, it takes a very long time to replace the inside of the transfer chamber 1a with a high-purity gas atmosphere, so that the practicability is low.
[0018]
There is also a method of performing gas replacement by purging the interior of the transfer chamber 1a under reduced pressure and then purging with an inert gas. However, in order to make the transfer chamber 1a and the transfer mechanism 11 compatible with reduced pressure, a pressure-resistant structure, a vacuum exhaust mechanism and A gas seal structure must be provided. This increases costs.
[0019]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a substrate transfer apparatus capable of improving the throughput in processing a substrate and keeping the transfer atmosphere of the substrate clean while reducing the processing cost of the substrate, a substrate processing apparatus including the same, and a substrate transfer method. It is to provide.
[0020]
It is another object of the present invention to provide a substrate transfer apparatus capable of replacing a transfer chamber with a clean atmosphere in a short time at low cost.
[0021]
Means for Solving the Problems and Effects of the Invention
A substrate transfer device according to a first aspect of the present invention is a substrate transfer device that transfers a substrate, and a transfer chamber having an opening;A passage forming member that forms a passage extending from the opening of the transfer chamber to the transfer unit provided in the open space in the atmosphere,It is located in the transfer chamber and transports substrates and opensAnd passageThroughDelivery departmentA transfer means for transferring the substrate between the transfer chamber and a predetermined gas into the transfer chamber, and from the inside of the transfer chamber when the transfer of the substrate is performed through the opening by the transfer means.aisleThroughDelivery departmentAnd a gas supply means for forming a gas flow toward the air.
[0022]
In the substrate transfer device according to the present invention, when the transfer of the substrate is performed through the opening of the transfer chamber by the transfer unit, the transfer from the inside of the transfer chamber is performed.A passage extending from the opening of the transfer chamber to the transfer unit provided in the open space in the atmosphereThroughDelivery departmentHead forlongBecause a gas flow is formed,The outside air is prevented from being drawn into the transfer chamber together with the substrate. Further, the intrusion of the outside air into the transfer chamber due to the disturbance of the flow of the outside air is suppressed.
[0023]
As a result, the transfer chamberOpen space from the opening to the atmosphereIt is not necessary to perform gas replacement by decompression or purging with an inert gas by using the transfer part of the substrate provided in the closed space as a closed space, and the transfer part does not require a mechanism having gas sealing properties and pressure resistance, and a mechanism for evacuation. Therefore, it is possible to improve the throughput in the processing of the substrate and to keep the substrate transfer atmosphere clean while reducing the processing cost of the substrate.
[0024]
The substrate transfer device according to a second aspect of the present invention is the substrate transfer device according to the first aspect, wherein the gas supply unit moves the transfer chamber to the outside when the transfer of the substrate is performed through the opening by the transfer unit. On the other hand, a positive pressure is applied. As a result, a gas flow from the transfer chamber to the outside is formed.
[0025]
According to a third aspect of the present invention, in the substrate transfer apparatus according to the first or second aspect, the base transfer apparatus further includes an openable and closable member provided at an opening of the transfer chamber to open and close the transfer chamber from the outside. It is provided.
[0026]
In this case, the opening / closing member is opened when the substrate is transferred to / from the outside via the opening, and the opening / closing member is closed except when the substrate is transferred. This makes it possible to reduce the flow rate of the gas supplied into the transfer chamber other than when transferring the substrate.
[0029]
No.4The substrate transfer device according to the invention of the3In the configuration of the substrate transfer apparatus according to the present invention, the substrate transfer apparatus further includes an openable and closable member provided in the passage forming member to block the inside of the transfer chamber from the outside.
[0030]
In this case, the opening / closing member is opened when the substrate is transferred to / from the outside via the opening, and the opening / closing member is closed except when the substrate is transferred. This makes it possible to reduce the flow rate of the gas supplied into the transfer chamber other than when transferring the substrate.
[0031]
No.5The substrate transfer device according to the invention of the3Or the first4In the configuration of the substrate transfer apparatus according to the invention, when the transfer of the substrate is performed through the opening by the transfer unit, the transfer unit is in a passage formed by the passage forming member.Delivery departmentFurther, there is provided an exhaust unit that exhausts gas so as to form a gas flow toward the exhaust gas.
[0032]
In this case, it is possible to reduce the amount of outflow of gas from the opening to the transfer section of the substrate, to reduce unnecessary gas emission, and to reduce the winding of particles.
[0033]
No.6The substrate transfer device according to the invention of the5In the configuration of the substrate transfer apparatus according to any one of the above aspects, a gas introduction portion and a gas discharge portion are provided at positions opposite to each other with respect to a center portion of the transfer chamber.
[0034]
In this case, the gas introduced into the transfer chamber from the gas introduction portion passes through the central portion of the transfer chamber and is discharged from the gas discharge portion arranged on the opposite side, so that the gas efficiently spreads throughout the transfer chamber. . Therefore, the inside of the transfer device can be replaced with a high-purity gas atmosphere in a short time at low cost without performing vacuum evacuation.
[0035]
No.7The substrate processing apparatus according to the invention of the5In the configuration of the substrate transfer apparatus according to any one of the above aspects, a gas introduction section is provided at a position opposite to the opening of the transfer chamber.
[0036]
In this case, the gas introduced into the transfer chamber from the gas inlet passes through the central portion of the transfer chamber and is discharged from the opening disposed on the opposite side, so that the gas can efficiently spread throughout the transfer chamber. Therefore, the transfer chamber can be replaced with a high-purity gas atmosphere in a short time at low cost without performing reduced-pressure evacuation.
[0037]
No.8The substrate transfer device according to the invention of the5In the configuration of the substrate transfer apparatus according to the invention, a gas introduction portion is provided at a position opposite to the opening of the transfer chamber, and a gas discharge portion is provided at the passage forming member.
[0038]
In this case, the gas introduced into the transfer chamber from the gas introduction part is discharged from the opening arranged on the opposite side through the center part of the transfer chamber, and further from the gas discharge part through the inside of the passage forming member. Since the gas is exhausted, the gas efficiently spreads throughout the transfer chamber. Therefore, the transfer chamber can be replaced with a high-purity gas atmosphere in a short time at low cost without performing reduced-pressure evacuation.
[0039]
A substrate transfer apparatus according to a ninth aspect is a substrate transfer apparatus for transferring a substrate, the transfer chamber having an opening, and a passage extending from the opening of the transfer chamber to a transfer section provided in an open space in the atmosphere. A passage forming member that forms a, and a transfer unit that transfers the substrate between the transfer unit through the opening and the passage while transferring the substrate disposed in the transfer chamber,A gas introduction part is provided at a position opposite to the opening of the transfer chamber, and the passage forming memberA gas discharge section is provided.
[0040]
in this case,Provided at a position opposite to the opening of the transfer chamberGas introduced into the transfer chamber from the gas inlet passes through the center of the transfer chamberProvided in the passage forming memberSince the gas is discharged from the discharge section, the gas is efficiently distributed throughout the transfer chamber, and the outside air is prevented from being drawn into the transfer chamber together with the substrate. Further, the intrusion of the outside air into the transfer chamber due to the disturbance of the flow of the outside air is suppressed. Accordingly, it is not necessary to perform gas replacement by decompression or purging with an inert gas by using the transfer part of the substrate provided in the open space in the atmosphere from the opening of the transfer chamber as a closed space. This eliminates the need for a mechanism having the above and a mechanism for evacuation.
[0041]
No.10The substrate transfer device according to the invention of the6~ No.9In the configuration of the substrate transfer apparatus according to any one of the above aspects, the gas introduction portion may be provided with a flow velocity reduction / diffusion unit that reduces the flow velocity of the gas and diffuses the gas.
[0042]
This prevents the gas introduced into the transfer chamber from the gas inlet from being concentrated on a part of the transfer chamber, and the gas easily spreads throughout the transfer chamber. Thus, the transfer chamber can be replaced with a high-purity gas atmosphere in a shorter time.
[0043]
No.11A substrate processing apparatus according to the present invention is a processing chamber for performing predetermined processing on a substrate, and a substrate transfer apparatus for transferring a substrate.And transfer unit provided in open space in the atmosphereIs provided. The substrate transfer device includes a transfer chamber,Passage forming member,The transfer unit includes a transfer unit and a gas supply unit, and the transfer unit includes a substrate holding unit that holds one or a plurality of substrates.
[0044]
The transfer chamber has a first opening that can be opened and closed and that is connected to the processing chamber, and a second opening that is provided on the transfer unit side.The passage forming member forms a passage extending from the second opening to the transfer portion.The transfer unit is disposed in the transfer chamber, transfers the substrate, transfers the substrate into and out of the processing chamber through the first opening, and transfers the substrate to and from the transfer unit through the second opening. To deliver the substrate. The gas supply means supplies a predetermined gas into the transfer chamber and, when the transfer means transfers the substrate to and from the transfer section through the second opening, from the inside of the transfer chamber through the opening.Delivery departmentTo form a flow of gas towards.
[0045]
In the substrate processing apparatus according to the present invention, when the transfer of the substrate is performed between the transfer unit and the transfer unit through the opening of the transfer chamber by the transfer unit of the substrate transfer device, the transfer from the inside of the transfer chamber to the opening is performed.Delivery departmentHead forlongBecause a gas flow is formed,The outside air is prevented from being drawn into the transfer chamber together with the substrate. Further, the intrusion of the outside air into the transfer chamber due to the disturbance of the flow of the outside air is suppressed.
[0046]
This eliminates the necessity of performing gas replacement by decompression or purging with an inert gas by using the transfer section as a closed space, and eliminates the need for a mechanism having gas sealability and pressure resistance and a mechanism for evacuation in the transfer section. Therefore, it is possible to improve the throughput in the processing of the substrate and to keep the substrate transfer atmosphere clean while reducing the processing cost of the substrate.
[0050]
No.12The substrate transfer method according to the invention is directed to a substrate transfer method for transferring a substrate in a transfer chamber having an opening, wherein the transfer is performed between a transfer unit provided in an open space in the atmosphere outside the transfer chamber and the transfer chamber. When transferring a substrate through a passage extending from the opening of the chamber to the transfer section, supplying a predetermined gas into the transfer chamber and forming a gas flow from the inside of the transfer chamber to the transfer section through the opening and the passage. It is.
[0051]
In the substrate transfer method according to the present invention, the opening of the transfer chamberAnd passageThroughDelivery departmentWhen transferring substrates between the transfer chamber and theAnd passagethroughDelivery departmentHead forlongBy forming a gas flow,The outside air is prevented from being drawn into the transfer chamber together with the substrate. Further, the intrusion of the outside air into the transfer chamber due to the disturbance of the flow of the outside air is suppressed.
[0052]
This eliminates the necessity of performing gas replacement by decompression or purging with an inert gas by using the transfer section of the substrate provided outside the transfer chamber as a closed space, and the transfer section has a gas sealing property and a pressure-resistant mechanism and a vacuum exhaust. Mechanism is not required. Therefore, it is possible to improve the throughput in the processing of the substrate and to keep the substrate transfer atmosphere clean while reducing the processing cost of the substrate.
[0053]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 is a plan view showing a cluster type substrate processing apparatus according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a schematic sectional view of the substrate processing apparatus shown in FIG.
[0054]
In the substrate processing apparatus of FIG. 1, three processing chambers 3, two transfer units (interface units) 2, and a buffer unit 15 are radially provided around the transfer chamber 1. A transfer mechanism 11 having two substrate holding units (substrate holding arms) 12 is provided in the transfer chamber 1. The two substrate holders 12 of the transport mechanism 11 are configured to be rotatable around a vertical axis and extendable by a slide mechanism. The transfer mechanism 11 transfers a substrate between the transfer unit 2 and the processing chamber 3 and between the processing chambers 3. The buffer unit 15 temporarily holds the substrate.
[0055]
As shown in FIG. 2, the transfer chamber 1 is provided with an opening 13 for loading and unloading the substrate into and out of the processing chamber 3 and an opening 14 for transferring the substrate to and from the transfer unit 2. Have been. The opening 13 is provided with a slit valve 51 that can shut off gas flow by an O-ring or the like.
[0056]
A passage forming member (cover-like member) 52 that forms a passage having a rectangular cross section extending outward from the opening 14 is provided outside the transfer chamber 1. Between the opening 14 and the passage forming member 52, there is provided a slit valve 53 that can shut off gas flow by an O-ring or the like.
[0057]
The transfer chamber 1 is provided with a purge gas supply port 54. The purge gas supply port 54 is connected to a gas supply device 110 via a pipe 55, an opening / closing valve 56, and a bypass valve 57 capable of adjusting a flow rate. The on-off valve 56 and the bypass valve 57 are connected in parallel. An exhaust port 58 is provided at the tip of the passage forming member 52. The exhaust port 58 is connected to an exhaust device 120 via a pipe 59.
[0058]
With such a configuration, the inside of the transfer chamber 1 can be purged under atmospheric pressure or sub-atmospheric pressure by a predetermined purge gas. As the purge gas, a gas having no flammability, toxicity, and corrosiveness is selected.₂  Such as inert gas or O₂  Use a desired gas such as
[0059]
The transfer unit 2 is a cassette module, and includes a lifting device 21 and a cassette holding unit 22. The elevating device 21 elevates the cassette holding unit 22. On the cassette holding section 22, a cassette 23 holding a plurality of substrates 100 is placed. The cassette holding unit 22 is provided with a detector for detecting the presence or absence of the cassette 23 and the substrate 100. The transfer unit 2 may be provided with a cleaning unit such as an ULPA (Ultra Low Penetration Air) filter.
[0060]
In this embodiment, the purge gas supply port 54 corresponds to a gas introduction part, and the exhaust port 58 corresponds to a gas discharge part.
[0061]
The inside of the transfer chamber 1 is under atmospheric pressure or sub-atmospheric pressure by the purge gas supplied from the gas supply device 110 through the opening / closing valve 56 and the pipe 55 while exhausting from the exhaust port 58 with the slit valve 53 opened. Purged.
[0062]
At this time, since the purge gas supply port 54 and the exhaust port 58 are disposed at positions opposite to each other (opposing positions) with respect to the center of the transfer chamber 1, the purge gas supply port 54 and the exhaust port 58 are introduced into the transfer chamber 1 from the purge gas supply port 54. The purge gas is exhausted from the exhaust port 58 through the center of the transfer chamber 1. As a result, the purge gas efficiently spreads throughout the transfer chamber 1. Therefore, the inside of the transfer chamber 1 can be replaced with a high-purity gas atmosphere in a short time.
[0063]
For example, by purging the atmosphere in the transfer chamber 1 at a flow rate of 150 L / min for several tens minutes, a high-purity gas atmosphere of 10 ppm or less can be obtained.
[0064]
After the gas purging, the slit valve 53 is closed, and the inside of the transfer chamber 1 is kept at a purge gas atmosphere at substantially atmospheric pressure. Thus, the flow rate of the purge gas supplied into the transfer chamber 1 can be reduced except when transferring the substrate to and from the external transfer unit 2.
[0065]
In a process using nitrogen such as ion implantation activation annealing or metal silicidation, the inside of the transfer chamber 1 is maintained in a nitrogen atmosphere. In a process using oxygen such as an oxidation process, the inside of the transfer chamber 1 is maintained in an oxygen atmosphere. Is preferred.
[0066]
When a substrate is transferred between the transfer chamber 1 and the transfer unit 2, a purge gas is supplied into the transfer chamber 1 through the opening and closing valve 56 and the pipe 55, the slit valve 53 is opened, and the exhaust port 58 is opened. By performing the exhaust, the inside of the transfer chamber 1 is purged. At this time, the flow rate of the purge gas is adjusted by the bypass valve 57 so that the inside of the transfer chamber 1 has a positive pressure with respect to the outside. Thus, a flow of the purge gas from the inside of the transfer chamber 1 to the outside through the opening 14 and the passage in the passage forming member 52 is formed.
[0067]
In this state, the substrate holding unit 12 of the transfer mechanism 11 projects outside through the passage in the passage forming member 52, receives the substrate 100 held in the cassette 23 of the transfer unit 2, and returns to the transfer chamber 1, or The substrate holding unit 12 holding the substrate projects outside through the passage in the passage forming member 52, stores the substrate in the cassette 23 of the transfer unit 2, and returns to the transfer chamber 1.
[0068]
In this case, the flow of the purge gas from the inside of the transfer chamber 1 to the outside through the passage in the passage forming member 52 prevents the outside air from entering the transfer chamber 1. In addition, since the flow of the purge gas toward the outside is formed over the length of the passage forming member 52, when the substrate holding unit 12 returns to the inside of the transfer chamber 1 from the outside, the purge gas is present on the surface of the substrate and the details of the substrate holding unit 12. The atmosphere is pushed back to the outside. Therefore, it is not necessary to perform special atmosphere control on the transfer unit 2 when transferring the substrate.
[0069]
After the transfer of the substrate is completed, the slit valve 53 is closed. During the transfer of the substrate, the inside of the transfer chamber 1 is kept at an atmosphere of a purge gas at substantially atmospheric pressure. The transport mechanism 11 transports the substrate received from the transfer unit 2 into one processing chamber 3 and transports the substrate processed in the processing chamber 3 to another processing chamber 3. The substrate on which all the processes have been completed is stored in the cassette 23 of the transfer unit 2 by the transfer mechanism 11 by the above-described method.
[0070]
In particular, a substrate heated to a high temperature in the processing chamber 3 is once placed in a buffer unit 15 (see FIG. 1) capable of holding a plurality of substrates, and after being cooled, is conveyed to another processing unit 3 or externally. It is carried out to the delivery unit 2.
[0071]
In the substrate processing apparatus of this embodiment, when the transfer mechanism 11 transfers a substrate to and from the transfer unit 2 through the opening 14 of the transfer chamber 1, the transfer mechanism 11 passes through the passage forming member 52 from inside the transfer chamber 1. Since the flow of the purge gas toward the outside is formed, the outside air is prevented from entering the transfer chamber 1. This eliminates the need to use the transfer unit 2 as a closed space to perform gas replacement by decompression or purging by inert gas.
[0072]
Therefore, without using an expensive slit valve or gate valve with very little gas leakage (high sealing property) between the transfer chamber 1 and the transfer section 2, the inside of the transfer chamber 1 is kept at a gas atmosphere of a desired purity while maintaining an external atmosphere. And the transfer of the substrate between them.
[0073]
In addition, the transfer unit 2 does not need a load lock mechanism with high pressure resistance that can shut off the gas atmosphere and replace the gas. Therefore, the transfer section 2 does not require a load lock chamber, an expensive gate valve with very little gas leak, a gas supply system, a gas seal mechanism of a lifting / lowering device, a vacuum pump, and a control system therefor.
[0074]
Further, since the exhaust port 58 is disposed substantially opposite to the purge gas supply port 54, the pressure in the transfer chamber 1 can be reduced to a high-purity gas atmosphere under atmospheric pressure or sub-atmospheric pressure without exhausting the inside of the transfer chamber 1 under reduced pressure. The replacement can be performed efficiently in a short time.
[0075]
As a result, it is possible to improve the throughput in the processing of the substrate and to keep the transfer atmosphere of the substrate clean while reducing the processing cost of the substrate.
[0076]
In this embodiment, since the exhaust port 58 is provided at the distal end of the passage forming member 52, the exhaust in the transfer chamber 1 can be stopped by closing the slit valve 53. Therefore, gas replacement in the transfer chamber 1 can be performed in a short time without providing a valve in the exhaust system. Further, the consumption of the purge gas can be reduced.
[0077]
Preferably, the flow rate of the purge gas is adjusted by the bypass valve 57 according to the situation. For example, the flow rate of the purge gas is increased at the time of loading / unloading the substrate where outside air tends to enter, and the flow rate of the purge gas is reduced at other times to save the consumption of the purge gas.
[0078]
FIG. 3 is a schematic sectional view showing another example of the passage forming member. In the example of FIG. 3, pipes 61 and 62 for supplying a purge gas are connected to upper and lower portions of the passage forming member 52, respectively, and one or more purge gas supply ports (not shown) are provided on the upper and lower surfaces of the passage forming member 52. Is formed, and a purge gas is supplied from the upper surface and the lower surface of the passage forming member 52 to the inside.
[0079]
Thereby, when the substrate is transferred to and from the transfer unit 2 through the passage in the passage forming member 52, the gas in the details of the transfer mechanism 11 and the gas between the substrate and the transfer mechanism 11 are also sufficiently purged. You. As a result, the outside air is prevented from being drawn into the transfer chamber 1 sufficiently.
[0080]
FIG. 4 is a schematic sectional view showing still another example of the passage forming member. In the example of FIG. 4, a door 63 that can be opened and closed is disposed in a passage in the passage forming member 52. The door 63 is vertically movable by a support member 64 and a pair of rollers 65. Exhaust ports 68 are formed on the upper surface and the lower surface of the passage forming member 52 substantially at the distal end, respectively. The exhaust port 68 is connected to an exhaust device via a pipe 69.
[0081]
A gap 67 is formed around the door 63 when the door 63 is closed. As a result, a flow of the purge gas from the opening 14 to the outside is formed in the passage in the passage forming member 52 with the door 63 closed.
[0082]
In the example of FIG. 4, since the door 63 does not contact surrounding members when the door 63 is opened and closed, generation of particles (particles) due to friction between the members is prevented. Further, since the exhaust port 68 is provided at the distal end of the passage forming member 52, the exhaust in the transfer chamber 1 can be substantially stopped by closing the door 63. Therefore, gas replacement in the transfer chamber 1 can be performed in a short time without providing a valve in the exhaust system. Further, the consumption of the purge gas can be reduced.
[0083]
FIG. 5 is a schematic sectional view of a cluster type substrate processing apparatus according to a second embodiment of the present invention.
[0084]
The substrate processing apparatus of FIG. 5 differs from the substrate processing apparatuses of FIGS. 1 and 2 in the following points. A gas flow reduction diffusion unit 110 is provided between the pipe 55 and the purge gas supply port 54. Further, an exhaust port 58 is provided at a position opposite to (opposite to) the purge gas supply port 54 at one end of the transfer chamber 1, and an exhaust port 58 at the other end at the opening 14 side is connected to a pipe 59. And is connected to the exhaust device 120 via the. The configuration of the other parts is the same as the configuration of the substrate processing apparatus of FIGS.
[0085]
FIG. 6 is a cross-sectional view showing an example of the gas flow rate reducing diffusion unit 110. 6 is configured by housing an air filter 114 such as ULPA (Ultra Low Penetration Air Filter) in a housing 111 having a gas inlet 112 on the upper surface and a gas outlet 113 on the lower surface. Is done. The gas inlet 112 of the gas flow rate reducing diffusion unit 110 is connected to the pipe 55, and the gas outlet 113 is disposed at the purge gas supply port 54 of the transfer chamber 1.
[0086]
With such a structure, the flow rate of the purge gas supplied through the pipe 55 is reduced by the air filter 114, and the flow direction is diffused. Further, impurities in the purge gas are removed by the air filter 114, and a clean purge gas is supplied into the transfer chamber 1.
[0087]
FIG. 7 is a cross-sectional view showing another example of the gas flow rate reducing and diffusing unit 110. 7 is configured by arranging a plurality of baffle plates 115 in a housing 111 having a gas inlet 112 on an upper surface and a gas outlet 113 on a lower surface. The gas inlet 112 of the gas flow rate reducing diffusion unit 110 is connected to the pipe 55, and the gas outlet 113 is disposed at the purge gas supply port 54 of the transfer chamber 1.
[0088]
With such a structure, the flow velocity of the purge gas supplied through the pipe 55 is reduced by the baffle plate 15 and the flow direction is diffused.
[0089]
Note that, instead of the air filter 114 in FIG. 6 or the baffle plate 115 in FIG. 7, another gas flow rate reducing diffusion member such as a metal mesh or porous ceramic may be used.
[0090]
In the substrate processing apparatus of FIG. 5, the inside of the transfer chamber 1 is enlarged by supplying a purge gas from the gas supply device 110 through the opening / closing valve 56 and the pipe 55 while exhausting air from the exhaust port 58 with the slit valve 53 closed. Purge at atmospheric or sub-atmospheric pressure.
[0091]
In this case, since the exhaust port 58 is disposed on the opposite side of the purge gas supply port 54, the purge gas introduced into the transfer chamber 1 from the purge gas supply port 54 passes through the central portion of the transfer chamber 1 and is exhausted. It is discharged from 58. As a result, the purge gas efficiently spreads throughout the transfer chamber 1. Therefore, the inside of the transfer chamber 1 can be replaced with a high-purity gas atmosphere in a short time without performing decompression and exhaust.
[0092]
For example, by purging the atmosphere in the transfer chamber 1 at a flow rate of 150 L / min for several tens minutes, a high-purity gas atmosphere of 10 ppm or less can be obtained.
[0093]
Further, since the gas flow rate reducing diffusion section 110 is provided in the purge gas supply port 54, the flow velocity of the purge gas introduced into the transfer chamber 1 is reduced and the flow direction thereof is diffused. This makes it possible for the purge gas to efficiently spread throughout the entire transfer chamber 1 without concentrating on a part of the area inside the transfer chamber 1 and to replace the inside of the transfer chamber 1 with a high-purity gas atmosphere in a short time. Become.
[0094]
In the substrate processing apparatus of the first embodiment, the gas flow rate reducing / diffusing unit 110 may be provided between the pipe 55 and the purge gas supply port 54, similarly to the substrate processing apparatus of the second embodiment.
[0095]
Further, in the substrate processing apparatus of the first and second embodiments, when the purge gas is discharged to the outside through the opening 14 when the inside of the transfer chamber 1 is replaced with the purge gas, the transfer chamber 1 or the passage forming member 52 may be used. The exhaust port 58 need not be provided.
[0096]
Also in this case, since the opening 14 is arranged on the opposite side to the purge gas supply port 54, the purge gas introduced into the transfer chamber 1 from the purge gas supply port 54 passes through the central part in the transfer chamber 1. It is discharged from the opening 14. This allows the purge gas to be efficiently distributed throughout the transfer chamber 1, so that the inside of the transfer chamber 1 can be replaced with a high-purity gas atmosphere at atmospheric pressure or sub-atmospheric pressure in a short time. In this case, the opening 14 corresponds to a gas discharge portion.
[0097]
In the first and second embodiments, the buffer unit 15 for temporarily holding the substrate is provided adjacent to the inside of the transfer chamber 1, but instead of the buffer unit 15, the center of the substrate is aligned. A mechanism or a crystal orientation aligning mechanism for adjusting the direction of a notch such as an orientation flat (linear notch) or notch (arc-shaped notch) may be provided. A mechanism may be provided.
[0098]
Further, an exhaust port for exhausting the purge gas may be provided in the valve body storage section of the slit valve 53. As a result, there is no bag-like portion in the transfer chamber 1, and gas replacement can be performed in a short time.
[0099]
Alternatively, the transfer chamber 1 may be formed of a pressure-resistant container, and a vacuum exhaust system may be provided in the transfer chamber 1 so that the inside of the transfer chamber 1 can be replaced with a gas under reduced pressure.
[0100]
Further, an exhaust system may be provided in the transfer chamber 1. In this case, a valve may be provided in the exhaust system, and when the transfer chamber 1 is communicated with the outside, the exhaust in the transfer chamber 1 may be closed by the valve.
[0101]
Further, the slit valve 53 may be provided at the tip of the passage forming member 52. In this case, a valve may be provided in the exhaust system, and the exhaust in the transfer chamber 1 may be closed by the valve when the transfer chamber 1 is communicated with the outside.
[0102]
In the first and second embodiments, the case where the transfer unit 2 is a cassette module that holds a cassette has been described. However, the transfer unit 2 may be a board interface module that holds a board. In this case, the board interface module includes a board holding mechanism and a board detector.
[0103]
Further, the configuration of the transport mechanism 11 is not limited to the configurations of the first and second embodiments. For example, a transport mechanism in which a plurality of arm members are foldably connected by a joint mechanism may be used.
[0104]
The present invention has at least one processing chamber such as a substrate processing apparatus for performing processing involving heating on a substrate for a semiconductor wafer or a liquid crystal display device, an RTP (rapid single-wafer heat treatment) apparatus, an RTCVD apparatus, a batch furnace, and a bake oven. Various substrate processing such as a substrate processing apparatus or a cluster type substrate processing apparatus having a processing chamber such as a processing apparatus and a cleaning apparatus, a processing chamber such as a PVD (Physical Vapor Deposition) apparatus and capable of continuous processing. Applicable to the device.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view of a substrate processing apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic sectional view of the substrate processing apparatus of FIG.
FIG. 3 is a schematic sectional view showing another example of the passage forming member.
FIG. 4 is a schematic sectional view showing still another example of the passage forming member.
FIG. 5 is a plan view of a substrate processing apparatus according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating an example of a gas flow rate reducing diffusion unit.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing another example of the gas flow velocity reducing diffusion unit.
FIG. 8 is a plan view showing an example of a conventional cluster type substrate processing apparatus.
FIG. 9 is a schematic sectional view of the substrate processing apparatus of FIG.
[Explanation of symbols]
1 transfer room
2 Delivery department
3 Processing room
11 Transport mechanism
13, 14 opening
23 cassettes
51,53 slit valve
52 passage forming member
54 Purge gas supply port
55, 59, 61, 62 piping
56 On-off valve
57 Bypass valve
58, 68 Exhaust port
63 door
110 Diffusion unit for reducing gas flow velocity

Claims

A substrate transfer device for transferring a substrate,
A transfer chamber having an opening,
A passage forming member that forms a passage extending from the opening of the transfer chamber to a transfer unit provided in an open space in the atmosphere;
A transport unit that is disposed in the transport chamber and transports the substrate and transfers the substrate to and from the transfer unit via the opening and the passage.
A predetermined gas is supplied into the transfer chamber, and a gas flow is formed from the inside of the transfer chamber to the transfer section through the passage when the transfer of the substrate is performed through the opening by the transfer means. A substrate transfer device comprising: a gas supply unit.

2. The substrate transfer apparatus according to claim 1, wherein the gas supply unit applies a positive pressure to the outside of the transfer chamber when the transfer of the substrate through the opening is performed by the transfer unit.

The substrate transfer apparatus according to claim 1, further comprising an openable and closable member provided at the opening of the transfer chamber to block the inside of the transfer chamber from the outside.

4. The substrate transfer device according to claim 3, further comprising an openable and closable member that is provided in the passage forming member and shuts off the inside and outside of the transfer chamber.

An exhaust unit that exhausts gas so that a gas flow toward the transfer unit is formed in a passage formed by the passage forming member when the transfer of the substrate is performed through the opening by the transfer unit. The substrate transfer device according to claim 3, wherein the substrate transfer device is provided.

The substrate transfer device according to any one of claims 1 to 5, wherein a gas introduction part and a gas discharge part are provided at positions opposite to each other with respect to a center part of the transfer chamber.

The substrate transfer device according to any one of claims 1 to 5, wherein a gas introduction part is provided at a position opposite to the opening of the transfer chamber.

6. The substrate transfer apparatus according to claim 5, wherein a gas introduction part is provided at a position opposite to the opening of the transfer chamber, and a gas discharge part is provided in the passage forming member.

A substrate transfer device for transferring a substrate,
A transfer chamber having an opening,
A passage forming member that forms a passage extending from the opening of the transfer chamber to a transfer unit provided in an open space in the atmosphere;
A transfer unit that is disposed in the transfer chamber and transfers the substrate to and from the transfer unit through the opening and the passage while transferring the substrate .
A substrate transfer device , wherein a gas introduction part is provided at a position opposite to the opening of the transfer chamber, and a gas discharge part is provided in the passage forming member .

The substrate transfer device according to claim 6, wherein a flow velocity reduction / diffusion unit that reduces the flow velocity of the gas and diffuses the gas is provided at the gas introduction part.

A processing chamber for performing a predetermined process on the substrate, a substrate transfer device for transferring the substrate and a transfer unit provided in an open space in the atmosphere,
The substrate transfer device,
A transfer chamber having a first openable and closable opening connected to the processing chamber and a second opening provided on the transfer unit side;
A passage forming member that forms a passage extending from the second opening of the transfer chamber to the transfer unit;
The transfer chamber is disposed in the transfer chamber, and transfers the substrate to and from the processing chamber through the first opening, and transfers the substrate to and from the processing chamber through the second opening. Transport means for transferring the substrate between,
A predetermined gas is supplied into the transfer chamber, and when the transfer of the substrate is performed between the transfer unit and the transfer unit through the second opening by the transfer unit, the opening and the opening from the inside of the transfer chamber. Gas supply means for forming a gas flow toward the delivery unit through the passage,
The substrate processing apparatus, wherein the transfer unit includes a substrate holding unit that holds one or a plurality of substrates.

In a substrate transfer method for transferring a substrate and transferring a substrate in a transfer chamber having an opening, the transfer chamber is provided between a transfer unit provided in an open space in the atmosphere outside the transfer chamber and the transfer chamber. When transferring a substrate through a passage extending from the opening to the transfer unit, a predetermined gas is supplied into the transfer chamber and gas is transferred from the inside of the transfer chamber to the transfer unit through the opening and the passage. Forming a flow of the substrate.