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KR100367021B1 - 처리 장치 - Google Patents

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KR100367021B1
KR100367021B1 KR1019950047685A KR19950047685A KR100367021B1 KR 100367021 B1 KR100367021 B1 KR 100367021B1 KR 1019950047685 A KR1019950047685 A KR 1019950047685A KR 19950047685 A KR19950047685 A KR 19950047685A KR 100367021 B1 KR100367021 B1 KR 100367021B1
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동경 엘렉트론 주식회사
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Abstract

본 발명은, 피처리체인 반도체 웨이퍼에 소정의 처리를 시행하는 반응로와, 복수의 반도체 웨이퍼를 수용하는 캐리어(웨이퍼 카세트)를 수납하는 수납선반, 반응로, 수납부에 대하여 캐리어의 반입 ·반출을 행하는 반송수단을 구비한다. 여기서, 수납부와 적어도 반송수단의 일부를 구성하는 제2반송기구를 대기로부터 차단하도록 밀폐실 내에 배열설치한다. 더욱이, 연통구를 매개로 밀폐실에 연통되고, 수납부에 대하여 반입 ·반출하는 캐리어를 가수납하는 치환실을 대기와 차단가능하게 설치한다. 또한, 밀폐실내 및 치환실 내에 N2가스를 공급가능하게 형성한다. 이에 의해, 미처리 또는 처리완료의 반도체 웨이퍼를 불활성가스 분위기로 보존할 수 있으며, 반도체 웨이퍼로의 유기물 또는 중금속으로부터의 오염을 방지할 수 있다.

Description

처리장치
본 발명은, 처리장치에 관한 것이다.
종래 반도체 제조공정에 있어서는, 피처리체인 반도체 웨이퍼(이하, 웨이퍼라 칭함)의 표면에 박막이나 산화막을 적층하거나, 또는 불순물의 확산등을 행하기 위해 CVD장치, 산화막 형성장치, 또는 확산장치등의 처리장치가 이용되고 있다.
이런 종류의 종래 처리장치에 있어서, 웨이퍼는 복수매, 예컨대 25매씩, 캐리어(웨이퍼 카세트)에 수용된 상태에서 일괄하여 반송된다. 예컨대, 리소 그래피 공정의 처리가 시행된 웨이퍼는 복수매, 예컨대 25매씩, 캐리어에 수용된 상태로 반송로보트에 의해 처리수단인 열처리용 반응로 근방까지 반송된다. 그리고, 웨이퍼는 캐리어로부터 웨이퍼보트로 다른 반송로보트에 의해 바꾸어 옮겨지고, 웨이퍼보트에 다수매, 예컨대 100매씩 탑재시켜 반응로 내로 반입되고, 예컨대 CVD, 산화 또는 확산등의 열처리가 시행된다. 열처리가 끝난 웨이퍼는 웨이퍼보트로부터 캐리어로 바꾸어 옮겨져 반송로보트로 인도되어 소정의 장소로 반송된다.
이와 같은 웨이퍼로의 열처리를 효율이 좋게 행하기 위해, 반응로의 근방위치에 웨이퍼를 수용한 캐리어 또는 공(空)캐리어를 수납하는 수납부를 설치하고, 이 수납부에 미처리의 웨이퍼를 수용한 캐리어와, 처리완료의 웨이퍼를 수용한 공캐리어를 각각 대기시켜 두는 처리시스템이 채용되어 있다.
그러나, 종래의 이런 종류의 처리장치에 있어서는 반도체 제조공장내 클린룸이나 처리장치내에 웨이퍼가 장시간 방치되는 상태로 되기 때문에, 유기물 및 예컨대 인(燐)이나 보론등의 중금속에 의해 웨이퍼가 오염된다는 문제가 있고, 이 웨이퍼의 오염에 의해 제품의 수율의 저하를 초래한다는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기한 점을 감안하여 발명된 것으로, 반도체 제조장치 내의 피처리체의 보존환경을 오염이 없도록 적극적으로 제어하여, 피처리체로의 유기물 또는 중금속으로부터의 오염을 방지함과 더불어 제품의 수율의 향상을 도모하도록 한 처리장치를 제공함을 그 목적으로 한다.
제1도는 본 발명의 처리장치의 제1실시예의 개략 사시도,
제2도는 제1도에 나타낸 처리장치의 개략 종단면도,
제3도는 제1도에 나타낸 처리장치의 치환실과 이 실에 대한 캐리어의 반입 ·반출상태를 나타낸 사시도,
제4도(A) 및 (B)는 제3도에 나타낸 처리장치의 치환실의 개구부의 개폐기구와 문짝체의 정면도(제4도(A))와 종단면도(제4도(B)),
제5도는 제1도에 나타낸 처리장치의 반송기구의 평면도,
제6도(A) 및 (B)는 제5도에 나타낸 반송기구의 반송상태를 나타낸 개략 평면도,
제7도는 제3도에 나타낸 치환실과 대기와의 차단상태를 나타낸 종단면도,
제8도는 제3도에 나타낸 치환실에 대한 캐리어의 반입 ·반출상태를 나타낸 종단면도,
제9도는 본 발명의 처리장치의 제2실시예의 개략 종단면도,
제10도는 본 발명의 처리장치의 제3실시예의 개략 종단면도,
제11도는 제10도에 나타낸 처리장치의 제1수납실의 사시도,
제12도(A) 및 (B)는 제11도에 나타낸 제1수납실의 개략 측면도 및 그 상자형상본체의 가이드레일의 배열설치상태를 나타낸 부분측면도,
제13도는 제10도에 나타낸 본 발명의 처리장치의 제3실시예의 동작상태를 나타낸 설명도,
제14도는 제10도에 나타낸 본 발명의 처리장치의 제3실시예의 제13도의 것과는 별개의 동작상태를 나타낸 설명도이다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 처리장치는, 피처리체에 소정의 처리를 시행하는 처리수단과, 복수의 피처리체를 수용하는 캐리어를 수납하는 수납부 및, 처리수단 및 수납부에 대해 캐리어의 반입 ·반출을 행하는 반송수단을 구비한 처리장치에 있어서, 수납부와 적어도 반송수단의 일부를 대기로부터 차단하는 밀폐실을 설치함과 더불어 이 밀폐실에 연통되면서 수납부에 대해 반입 ·반출하는 캐리어를 가수납하는 치환실을 대기와 차단가능하게 설치하고, 밀폐실 내 및 치환실내에 불활성가스를 항상 공급가능하게 한다.
(작용)
상기와 같이 구성된 본 발명의 처리장치에 의하면, 피처리체를 수용하는 캐리어를 수납하는 밀폐실과, 이 밀폐실에 연통하는 치환실을 대기로부터 차단하고, 이들 밀폐실 내 및 치환실 내에 항상 불활성가스를 공급함으로써 처리장치 내에 있어서의 피처리체의 분위기를 소정의 불활성가스 분위기로 유지할 수 있다. 그 결과, 유기물 및 중금속에 의해 피처리체가 오염되는 것을 방지할 수 있어, 제품의 수율의 향상을 도모할 수 있다.
(실시예)
이하, 도면을 참조하면서 본 발명의 각 실시예를 상세히 설명한다. 여기에서는 본 발명의 처리장치를 반도체 웨이퍼의 종형 열처리장치에 적용한 경우에 대해 설명한다.
제1실시예
제1도는 본 발명의 처리장치의 제1실시예의 개략 사시도, 제2도는 그 개략 단면도이다. 여기에서는 케이싱(C)과 밀폐실(32)의 일부를 가상선으로 나타내고 있다.
상기한 종형 열처리장치는 피처리체인 반도체 웨이퍼(W: 이하, 웨이퍼라 칭함)를 복수매, 예컨대 25매씩 수용하는 캐리어(1: 웨이퍼 카세트)의 반입 ·반출부(10)와, 웨이퍼(W)에 소정의 열처리를 시행하는 처리수단인 반응로(20), 웨이퍼보트(22), 반입 ·반출부(10)와 반응로(20)의 사이에 위치하여 미처리의 웨이퍼(W) 및 처리완료의 웨이퍼(W)를 수용한 캐리어(1)를 수납하는 수납부(30) 및, 이들 반입·반출부(10), 반응로(20) 및 수납부(10)와의 사이에서 캐리어(1)의 반입 ·반출을 행하는 반송수단(40)으로 그 주요부가 구성되어 케이싱(C) 안에 1유니트로서 수납되어 있다.
반입 ·반출부(10)에는 캐리어(1)의 방향을 변환하는 캐리어 변환기구(12)가 설치되어 있다. 이 캐리어 변환기구(12)에 의해, 복수(예컨대, 25매)의 웨이퍼(W)를 수직(직립)상태로 수용하는 캐리어(1)를 수직방향에 하방으로 90도 회전하여 웨이퍼(W)를 수평상태로 변환하든가, 또는 반대로 웨이퍼(W)를 수평상태로 수납하는 캐리어(1)를 수직방향에 상방으로 90도 회전하여 웨이퍼(W)를 수직(직립)상태로 변환할 수 있도록 구성되어 있다.
수납부(30)에는 복수, 예컨대 12개의 캐리어(1)를 수납하는 제1수납선반(30a)과, 예컨대 7개의 캐리어(1)를 수납하는 제2수납선반(30b)이 소정의 간격을 두어 대향 배치되면서 이들 제1 및 제2수납선반(30a, 30b)은 대기로부터 차단되도록 밀폐실(32) 내에 배치되어 있다.
밀폐실에는 제2도에 나타낸 바와 같이 불활성가스, 예컨대 질소(N2)가스 공급구(33)와 그 배기구(34)가 설치되어 있으며, N2가스 공급구(33)에는 공급관(51)을 매개로 N2가스 공급원(50)이 접속되고, 배기구(34)에는 배기관(52)이 접속되어 있다. 이들 N2가스 공급관(51) 및 배기관(52)에는 각각 관로의 개폐수단으로서의 개폐제어밸브(53, 54)가 개설되어 있다.
이들의 개폐제어밸브(53, 54)의 밸브 열림정도는 제어부(60)로부터의 제어신호에 의해 개폐제어되도록 구성되어 있다. 이 경우, 제어부(60)는 밀폐실(32) 내에 배열설치된 산소(O2)농도를 검출하는 O2농도검출센서(61: 농도검출수단)로부터의 검출신호와 미리 기억된 정보를 비교연산하여 제어신호를 개폐제어밸브(53, 54)로 전달하도록 구성되어 있다. 따라서, 밀폐실(32) 내는 항상 N2가스 공급원(50)으로부터 공급되는 N2가스 분위기로 되어, 밀폐실(32) 내의 O2농도가 소정치를 넘으면, O2농도검출센서(61)로부터의 검출신호를 받아 제어부(60)로부터 제어신호가 개폐제어밸브(53, 54)로 전달되어 개폐제어밸브(53, 54)의 밸브 열림정도가 제어되어 밀폐실(32) 내에 적당한 압력 ·유량으로 N2가스가 공급된다. 이에 의해, 공급된 N2가스에 말려들어가도록 하여 밀폐실(32) 내의 O2가스, H2O가스등이 배기관(52)을 거쳐 계통 밖으로 배출된다. 이와 같이 하여, 밀폐실(32) 내의 O2농도가 소정치보다 내려가면, 제어부(60)으로부터의 제어신호에 의해 개폐제어밸브(53, 54)가 닫혀 N2가스의 공급이 정지한다.
상기한 바와 같이, 밀폐실(32) 내의 캐리어 수납부를 불활성가스로 퍼지(purge)하여 O2가스나 H2O가스등의 불필요한 가스를 배기하도록 했기 때문에, 캐리어(1)에 수용되어 있는 웨이퍼(W)의 산화 그 외의 변질을 방지할 수 있다. 따라서, 웨이퍼(W)는 자연산화막이 아닌 상태에서 수납부로부터 반응로(20)등으로 반송된다.
또한, 제3도에 나타낸 바와 같이, 밀폐실(32)의 저부에는 직사각형상의 연통구(36)를 매개로 상자형의 치환실(35)이 연설(運設)되어 있다. 이 치환실(35)의 한측면에는 캐리어(1)의 반입 ·반출용의 직사각형상의 개구(37)가 설치되어 있으며, 이 개구(37)를 매개로 캐리어(1)가 치환실(35)로 반입 반출되도록 되어 있다. 이들 연통구(36) 및 개구(37)에는 각각 문짝체(38A, 38B)가 별도 설치된 구동기구에 의해 각각 수평 또는 수직방향으로 개폐가능하게 배열설치되어 있으며, 문짝체(38A)에 의해 연통구(36)를 닫아 막음으로써 밀폐실(32) 안이 대기와 차단되고, 또한 문짝체(38B)가 개구(37)를 닫아 막음으로써 치환실(35) 안이 대기와 차단되도록 구성되어 있다.
이 치환실(35)에는 제2도에 나타낸 바와 같이, N2가스 공급구(35a)가 설치되어 있으며, N2가스 공급구(35a)에는 N2가스 공급관(51a)을 매개로 N2가스 공급원(50)이 접속되어 있다 또한, N2가스 공급관(51a)에는 제머부(60)로부터의 제어신호에 의해 제어되는 제어수단으로서의 개폐제어밸브(55)가 개설되어 있다. 밀폐실(32)의 경우와 마찬가지로, 제어부(60)로부터의 제어신호에 의해 개폐제어밸브(55)의 밸브 열림정도가 개폐되어, 치환실(35) 안이 적정한 불활성가스 분위기로 유지되도록 구성되어 있다. 더욱이, 이 경우 치환실(35) 내에 O2농도검출센서를 배열설치하여 밀폐실(32)과는 별개로 그 안의 O2농도를 검출하여 제어하도록 해도 된다.
또한, 제4도(A) 및 제4도(B)에 나타낸 바와 같이 문짝체(38A, 38B)의 개평구동기구 및 끌어당김기구(기밀기구)는 양자 모두 동일하게 구성되어 있기 때문에, 이하에 개구(37)를 개폐하는 문짝체(38B)를 대표로서 설명한다. 문짝체(38B)는 개구(37)의 대향하는 2변에 따라 배열설치된 가이드부재(39a)에 미끄럼운동이 가능하게 취부되는 거의 직사각형상의 문짝틀(39b)과, 이 문짝틀(39b)의 구석 각부 근방의 4개 장소에 설치되는 링크부재(39c) 및 인장용수철(39d)로 이루어진 연접부(39e)를 매개로 문짝틀(39b)에 접속분리 가능하개 취부되는 직사각형상의 문작체본체(39f)로 구성되어 있다. 문짝틀(39b)에 연결되는 개폐구동용의 에어실린더(39g)의 신축동작에 의해 문짝틀(39b) 및 문짝체본체(39f)가 개구(37)를 개폐할 수 있도 개폐구동기구가 구성되어 있다.
그리고, 에어실린더(39g)가 신장하여 문짝틀(39b) 및 문작체본체(39f)가 개구(37)를 막은 상태에서, 문짝체본체(39f)의 선단측의 양측 둘레부에 고정된 테이퍼형상의 캠편(39h)이 개구(37)의 변부에 배열설치된 회전캠(39i)에 계합(係合)하여 문짝체본체(39f)가 인장용수철(39d)의 탄발력에 대항하여 치환실(35)측으로 끌어당겨져, 개구(37)의 주변에 둘레설치된 밀봉부재로서의 밀봉팩킨(39j)에 밀접하게 하여 개구(37)를 닫아 막도록 끌어당김기구가 구성되어 있다. 또한, 에어실린더(39g)를 수축동작 시키면, 회전캠(39i)과 캠평(39h)의 계합이 해제되어 인장용수철(39d)의 용수철력에 의해 문짝체본체(39f)가 문짝틀(39b)측으로 이동하여 치환실(35)로부터 떨어지고, 이 상태에서 문짝틀(39b) 및 문짝체본체(39f)가 개구(37)를 개방하는 방향으로 이동한다.
상기한 제1실시예에서는, 개구(37)의 주변부에 밀봉팩킹(39j)을 둘레설치하고 있지만, 문짝체본체(39f)의 개구 주변과 대향하는 면에 밀봉팩킹 등이 밀봉부재를 장착하도록 해도 된다. 또한, 상기한 제1실시예에서는 캠편(39h)과 회전캠(39i)으로 이루어진 캠기구에 의해 문짝체본체(39f)를 치환실(35)측으로 끌어당겨지도록 하고 있다. 그러나, 반드시 이와 같은 끌어당김기구일 필요는 없고, 예컨대 문짝틀(39b)을 치환실(35)측으로 이동 가능하게 취부하고, 문짝틀(39b) 및 문짝체본체(39f)가 개구(37)를 닫아서 막는 위치로 이동한 후, 문짝틀(39b)을 실린더 등의 끌어당김수단에 의해 끌어어당겨서 문작체본체(39f)를 치환실(35)에 밀접하게 하도록 해도 된다. 또한, 문짝체(38B)의 이동수단은 에어실린더 이외의 실린더나 도르래와 벨트등의 밧줄로부터 개폐기구를 구성하여 이용하는 것도 가능하다.
한편, 제1도와 제2도에 나타낸 반송수단(40)은 캐리어(1)의 반입 ·반출부(10)와 치환실(35) 및 치환실(35)과 반응로(20)와의 사이에서 캐리어를 반송하는 제1반송기구(41)와, 수납부 즉 수납선반(30a, 30b)에 대해 캐리어(1)를 반입 ·반출하는 제2반송기구(42), 제1반송기구(41) 또는 제2반송기구(42)와의 사이에서 캐리어(1)를 인수인도 하는 제3반송기구(43)로 구성되어 있다.
이 경우, 제2도에 나타낸 바와 같이 제1반송기구(41)는 볼트너트로 형성되는 승강부(41a)와, 반입 반출부(10)와 치환실(35) 및 치환실(35)과 반응로(20)측과의 사이에서 캐리어(1)를 인수인도 하도록 신축동작하는 다관절식의 아암(41b)으로 구성되어 있다.
수납선반(30a, 30b)의 사이에 배열설치된 제2반송기구(42)는 제5도에 나타낸바와 같이, 밀폐실(32) 내의 서로 대향하는 양 수납선반(30a, 30b) 사이의 하부에 배열설치된 볼트너트로 형성되는 주행부(42a)와, 주행부(42a)로부터 기립하는 볼트너트로 형성되는 승강부(42b) 및, 승강부(42b)에 수평하게 취부되는 지지부재(42c)의 양측에 탑재되는 2개의 다관절식의 아암(42d, 42e)으로 구성되어 있다. 이와 같이, 제2반송기구(42)에 2개의 다관절식의 아암(42d, 42e)을 설치함으로써, 대향하여 배치된 수납선반(30a, 30b)에 대해 각각의 아암(42d, 42e)이 캐리어(1)를 인수인도를 행할 수 있다.
제6도(A), 제6도(B)에 나타낸 바와 같이 제2반송기구(42)에서는, 한쪽의 아양(42d)에 의해 예컨대 7개의 수납실을 갖춘 수납선반(30b)에 대해 캐리어(1)의 반입 ·반출을 행하고, 다른쪽의 아암(42e)에 의해 예컨대 12개의 수납실을 갖춘 수납선반(30a)에 대해 캐리어(1)의 반입 ·반출을 행할 수 있기 때문에, 캐리어(1)의 반송을 원활하게 행할 수 있다.
제3반송기구(43)는 제1도 및 제2도에 나타낸 바와 같이, 밀폐실(32) 내에 배열설치되는 볼트너트로 형성되는 승강부(43a)와, 승강부(43a)로부터 수평방향으로 돌출하는 지지아암(43b)의 하면으로 늘어지게 하는 선회가능한 회전축(43c)을 매개로 취부되고, 밀폐실(32) 내와 치환실(35) 내와의 사이를 이동가능한 캐리어 보호유지부(43d) 및, 치환실(35) 내에 캐리어 보호유지부(43d)가 위치한 경우에 밀폐실(32)과 치환실(35)과의 연통구(36)를 닫긴 막는 덮개체(43e)로 구성되어 있다.
이 경우, 선회기구는 제3도에 나타낸 바와 같이 회전축(43c)에 장착되는 종동(從動)도르래(43f)와, 정역회전 가능한 구동모터(도시하지 않았음)의 구동축(43g)에 장착되는 구동(驅動)도르래(43h) 및, 이들 종동도르래(43f)와 구동도르래(43h)와의 사이에 걸리게 되는 벨트(43i)로 구성되어 있다. 여기서, 구동모터의 구동에 의해 구동축(43g)이 회전함으로써, 구동도르래(43h)로부터 벨트(43i)를 매개로 종동도르래(43f) 및 회전축(43c)이 회전하여 캐리어 보호유지부(43d)가수평방향으로 90도의 범위에서 정역회전할 수 있도록 구성되어 있다.
상기와 같이 제3반송기구(43)를 구성함으로써, 승강부(43a)를 하강시켜 캐리어 보호유지부(43d)를 치환실(35) 내에 배열설치하고, 연통구(36)를 덮개체(43e)로 닫아 막게한 상태에서 제1반송기구(41)의 아압(41b)으로 반송된 캐리어(1)를 치환실(35) 내의 캐리어 보호유지부(43d)에서 수취할 수 있다. 그 때문에, 제1반송기구(41)의 아암(41b)이 치환실(35) 내로부터 퇴피하여 개구(37)가 문짝체(38B)에 의해 닫아 막혀진 후, 제3반송기구(43)의 승강부(43a)가 상승하여 캐리어 보호유지부(43d)가 밀폐실(32) 내의 소정의 위치까지 이동한 상태에서, 선회기구가 작동하여 캐리어 보호유지부(43d) 및 캐리어(1)가 90도 회전되어 제2반송기구(42)의 아암(42d, 42e)으로 수취된다. 또한, 수납선반(30a, 30b) 내로부터 제2반송기구의 아암(42d, 42e)에 의해 취출된 캐리어(1)를 제3반송기구(43)의 캐리어 보호유지부(43d)에서 수취한 후, 상기와 반대로 선회기구가 작동하여 캐리어 보호유지부(43d) 및 캐리어(1)가 90도 역회전한 후, 승강부가 하강하여 캐리어 보호유지부(43d) 및 캐리어(1)가 치환실(35) 내로 반송되고, 치환실(35)의 개구(37)로부터 치환실(35) 내로 진입하는 제1반송기구(41)의 아암(41b)에 의해 캐리어(1)가 치환실(35)로부터 다른 장소, 예컨대 반응로(20)측 또는 반입 ·반출부(10)로 반송된다.
한편, 제1도에 나타낸 반응로(20)는 예컨대 석영유리제의 하방으로 향해 개구하는 바닥이 있는 통형상의 프로세스튜브의 바깥 둘레에 가열히터를 배열설치한 구조로 되어 있으며, 이 반응로(20)의 하방에 배열설치되는 승강가능한 웨이퍼보트(22)가 도시하지 않은 승강기구에 의해 반응로(20) 내로 출입되도록 구성되어 있다. 또한, 반응로(20)의 측방에는 캐리어 스테이지(24)가 설치되어 있으며, 이 캐리어 스테이지(24)로 반송된 캐리어(1) 내의 웨이퍼(W)를 반송아암(26)으로 수취하여 웨이퍼보트(22)로 반송하든가, 또는 웨이퍼보트(22)에 보호유지된 웨이퍼(W)를 반송아암(26)으로 수취하여 캐리어 스테이지(24) 상의 캐리어(1) 내로 반송하도록 구성되어 있다. 이들 웨이퍼보트(22), 캐리어 스테이지(24)등이 수용된 공간(로테이션 영역)은 청정한 공기(대기) 분위기로 유지되어 있다.
다음에, 상기한 제1실시예의 처리장치의 동작상태에 대해 설명한다.
우선, 제2도에 나타낸 바와 같이 웨이퍼(W)를 수직상태로 수용한 캐리어(1)는 반입 ·반출부(10)로 반송된 후, 캐리어(1)는 반입 ·반출부(10)의 캐리어 변환기구(12)에 의해 수직방향으로 90도 회전되어 웨이퍼(W)를 수평상태로 수용하는 자세로 된다. 이 상태에서, 제1반송기구(41)의 아암(41b)에 의해 캐리어(1)를 수취하여 치환실(35)로 반송하고, 치환실(35)내에 위치하는 제3반송기구(43)의 캐리어 보호유지부(43d)로 캐리어를 인도한다. 캐리어(1)를 캐리어 보호유지부(43d)로 인도한 후, 제1반송기구(41)의 아암(41b)은 치환실(35) 내로부터 후퇴하고, 개구(37)가문작체(38B)에 의해 닫아 막혀지면, 치환실(35) 내는 대기와 차단됨과 더불어 연통구(36)를 닫아 막는 덮개체(43e)에 의해 밀폐실(32)로부터도 차단된다(제7도 참조). 이 상태에서 치환실(35) 내의N2가스 공급원(50)으로부터 N2가스가 공급되어 치환실(35)의 캐리어(1)에 수용되어 있는 웨이퍼(W)가 불활성가스 분위기로 된다.
다음에, 제3반송기구(43)의 승강부(43a)가 상승하여 캐리어 보호유지부(43d)가 치환실(35) 내로부터 밀폐실(32) 내로 이동되어(제8도①참조) 소정의 높이위치에 도달한 후, 선회기구가 작동하여 캐리어 보호유지부(43d)가 수평방향으로 90도 회전되어 캐리어 보호유지부(43d) 및 캐리어(1)의 방향이 변환된다. 이 상태에서, 제2반송기구(42)의 아암(42d, 42e)에 의해 캐리어(1)가 수취되어 수납선반(30a, 30b)의 적당한 수납실 내로 캐리어 (1)가 반입된다.
제2반송기구(42)의 승강부(42b)가 상승하여 캐리어 보호유지부(43d)가 치환실(15) 내로부터 상방으로 끌어올려진 후, 문짝체(38A)가 연통구(36)를 닫아 막게하여(제8도② 참조) 밀폐실(32)과 치환실(35)이 차단된다. 따라서, 밀폐실(32) 내는 대기와 차단된 상태로 된다. 이 상태에서, N2가스 공급원(50)으로부터 밀폐실(32) 내로 N2가스가 공급되어 밀폐실(32) 내가 N2가스 분위기로 유지된다. 이 때, 밀폐실(32) 내의 O2농도가 소정치를 넘으면, O2농도검출센서(61)로부터의 검출신호를 받아 제어부(60)로부터 제어신호가 개폐제어밸브(53, 54)로 전달되어, 개폐제어밸브(53, 54)의 열림정도가 제어되어 밀폐실(32) 내에 적당한 압력 ·유량으로N2가스가 공급되어 밀폐실(32) 내의 불활성가스 분위기는 항상 적당한 상태로 유지된다. 이와 같이 하여, 수납선반(30a, 30b)에 반입된 캐리어(1) 내의 미처리의 웨이퍼(W)는 다른 웨이퍼(W)를 수용하는 캐리어가(1) 소정수 수납선반(30a, 30b)으로 반입하는 동안, 또한 다른 웨이퍼(W)에 열처리가 시행되는 동안, 불활성가스 분위기중에서 대기한다. 따라서, 웨이퍼(W)를 자연산화막이 아닌 상태에서 수납부(30)로부터 반응로(20)로, 또는 반입 ·반출부(10)로 반송할 수 있다.
상기와 같이 하여, 수납부 즉 밀폐실(32) 내에 수납되어 있는 미처리의 웨이퍼(W)를 수용하는 캐리어(1)는, 상술과는 반대로 제2반송기구(42)의 아암(42d, 42e)에 의해 수납실로부터 취출되어 제3반송기구(43)의 캐리어 보호유지부(43d)로 인도된 후, 문짝체(38A)가 연통구(36)를 개방하고(제8도③참조), 제3반송기구(43)의 승강부(43a)가 하강하여 캐리어 보호유지부(43d)와 더불어 치환실(35) 내로 이동된다(제8도④ 참조).
캐리어 보호유지부(43d)가 치환실(35) 내로 이동되면, 덮개체(43e)에 의해 연통구(36)가 닫아 막혀지고, 치환실(35) 내는 N2가스 분위기로 된다. 다음에, 문짝체(38B)가 개구(37)를 개방하고(제8도⑤), 이 개구(37)를 매개로 치환실(35) 내로 진입하는 제1반송기구(41)의 아암(41b)으로 보호유지부(43d)를 수취하여(제8도⑥, ⑦), 캐리어 보호유지부(43d)가 치환실(35) 내로부터 반출된 후, 문짝체(38B)가 개구(37)를 닫아 막게한다(제8도⑧). 치환실(35)로부터 반출된 캐리어 보호유지부(43d)는 반응로(20)측의 캐리어 스테이지(24)로 반송된다. 그리고, 캐리어 스테이지(24) 상에 반송된 캐리어(1) 내의 웨이퍼(W)는 반송아암(26)에 의해 웨이퍼보트(22)로 반송되고, 웨이퍼보트(22)에 소정 매수, 예컨대 100매의 웨이퍼(W)가 세트된 후, 웨이퍼보트(22)가 상승하여 반응로(20) 내에 웨이퍼(W)가 반입되어 소정의 열처리가 시행된다.
열처리가 시행된 후, 웨이퍼보트(22)가 하강하여 반응로(20) 내로부터 취출된 웨이퍼(W)는 반송아암(26)에 의해 캐리어 스테이지(24) 상의 공캐리어(1)에 수용된다. 그리고, 상술과는 반대로 제1반송기구(41)의 아암(41b)이 캐리어(1)를 수취하여 치환실(35) 내의 캐리어 보호유지부(43d)로 인도된다. 캐리어 보호유지부(43d)에 보호유지된 캐리어(1)는 제2반송기구(42)의 아암(42d, 42e)에 의해 수취되어 수납선반(30a, 30b)의 소정의 수납실 내로 반입되어 다른 웨이퍼(W)의 열처리가 종료하기까지 대기로부터 차단된 불활성가스 분위기중에 보관된다.
상기와 같이 하여, 수납선반(30a, 30b)에 수납된 처리완료의 웨이퍼(W)를 수용하는 캐리어(1)는 제2반송기구(42)의 아암(42d, 42e)에 의해 수취되어 제3반송기구(43)의 캐리어 보호유지부(43d)로 인도되어 치환실(35) 내로 반송된 후, 제1반송기구(41)의 아암(41b)으로 수취되어 반입 ·반출부(10)의 캐리어 변환기구(12)로 인도된다. 그리고, 캐리어 변환기구(12)가 수직방향으로 90도 회전함으로써, 수평상태로 수납되어 있던 웨이퍼(W)를 수직상태로 수용한 상태로 캐리어(1)는 소정의 장소로 반송된다.
상기한 바와 같이, 미처리의 웨이퍼(W)를 수용하는 캐리어(1) 및 처리완료의 웨이퍼(W)를 수용하는 캐리어(1)를 대기로부터 차단된 밀폐실(32)내에 수납함과 더불어 밀폐실(32) 내를 불활성가스 분위기로 유지함으로써, 웨이퍼(W)를 유기물 및 중금속의 오염으로부터 방지할 수 있다. 또한, 수납부(30)에 대해 캐리어(1)를 반입 ·반출할 경우, 일단 캐리어(1)를 치환실(35) 내로 가수납하고, 치환실(35) 내를 불활성가스 분위기로 하기 때문에 웨이퍼(W)의 대기와의 접촉을 가급적 적게하여 웨이퍼(W)의 유기물 및 중금속의 오염을 방지할 수 있다.
제2실시예
제9도는 본 발명의 처리장치의 제2실시예의 개략 단면도이다.
본 제2실시예는 캐리어 수납부와 캐리어의 반송수단의 전부를 대기로부터 차단되는 밀폐실(32) 내에 배열설치한 경우이다, 즉, 수납선반(30a, 30b)과 반송수단(40)을 밀폐실(32) 내에 배열설치하고, 밀폐실(32)의 측방에 설치된 연통구(36)를 매개로 치환실(35)을 연통함과 더불어 연통구(36)에 문짝체(38A)를 개폐가능하게 배열설치하고, 치환실(35)의 캐리어 반입 ·반출용의 개구(37)에 문짝체(38B)를 개폐가능하게 배열설치하도록 한 경우이다.
이 경우, 수납선반(30a, 30b)의 각 수납실에 N2가스 공급관(51)을 배열설치하고, 밀폐실(32)의 하부에 배기구(34)를 매개로 외부로 배기하는 배기닥트(70)를 설치한다. 더욱이, 이 배기닥트(70) 내에 흡인팬(71)을 배열설치함으로써 비교적 용량이 큰 밀폐실(32) 내에 적극적으로 N2가스를 공급하고, 밀폐실(32) 내의 O2가스, H2O가스등을 배출할 수 있다. 더욱이, 제9도에 가상선으로 나타낸 바와 같이, 밀폐실(32) 내에 캐리어 스테이지(24)를 배열설치하는 것도 가능하다. 이 경우, 밀폐실(32)과 반응로(20)측의 사이에 도시하지 않은 개폐문짝을 배열설치하고, 이 개폐문짝을 개방하여 캐리어 스테이지(24) 상의 캐리어(1)와 웨이퍼보트(도시하지 않았음) 사이의 웨이퍼(W)를 인수인도를 행할 수 있다.
또한, 제2실시예에 있어서의 반송수단(40)은 치환실(35)과 밀폐실(32)의 사이에 두어 캐리어(1)의 반입 ·반출을 행하는 반송기구(72)와, 수납선반 30a, 30b와의 사이에서 캐리어(1)의 인수인도를 행하는 수평, 수직 및 회전(θ) 가능한 반송기구(73)로 구성된다. 또한, 치환실(35) 내에 반입된 캐리어(1) 및 밀폐실(32)로부터 치환실(35)로 반입되는 캐리어(1)는, 캐리어 변환기구(12)에 의해 수직방향으로 90도 회전되도록 구성되어 있다. 더욱이, 제2실시예에 있어서, 그 외의 부분은 상기 제1실시예와 동일하기 때문에 그 설명은 생략한다.
상기한 바와 같이 구성되는 처리장치에 의하면, 작업원(80) 또는 자동반송장치(도시하지 않았음)에 의해 치환실(35) 내에 반입된 미처리의 웨이퍼(W)를 수용하는 캐리어(1)는 치환실(35)의 개구(37)를 문짝체(38B)로 닫아 막은후, N2가스 분위기로 두고, 이후 밀폐실(32) 내의 수납선반(30a, 30b)에 수납된 상태에서도 항상 N2가스 분위기로 두는 것으로 된다. 따라서, 웨이퍼(W)가 대기에 노출되는 시간을 가급적 적게할 수 있기 때문에, 웨이퍼(W)의 유기물 및 중금속에 의한 오염방지를 더욱 확실히 할 수 있다.
제3실시예
제10도는 본 발명의 처리장치의 제3실시예의 개략 단면도이다.
제3실시예는 불활성가스의 사용량을 가급적 적게함과 더불어 웨이퍼(W)의 처리시간의 단축화를 도모하도록 한 경우이다. 즉, 적어도 미처리의 웨이퍼(W)를 수용하는 캐리어(1)를 수납하는 수납부를 불활성가스 분위기하에서, 미처리 웨이퍼(W)의 유기물이나 중금속으로부터의 오염을 방지하고, 또한 웨이퍼 처리의 신속화를 도모하도록 한 경우이다.
상기한 제3실시예의 처리장치는 오토도어(11)와 캐리어 변환기구(12)를 구비한 반입 ·반출부(10)와, 적어도 미처리의 웨이퍼(W)를 수용하는 캐리어(1)를 수납하는 제1수납실(100), 공캐리어(1), 미처리 또는 처리완료의 웨이퍼(W)를 수용하는 캐리어(1) 및 그 외의 캐리어, 예컨대 더미 웨이퍼를 수용하는 모니터용 캐리어 또는 제품보충 캐리어 등을 수납하는 제2수납실(200)로 이루어진다. 더욱이, 반응로(20)와, 반입 ·반출부(10), 제1수납실(100) 또는 제2수납실(200)과의 사이, 또는 제1수납실(100) 또는 제2수납실(200)과 반응로(20)의 인수인도부로서의 캐리어 스테이지(24)와의 사이에서 캐리어(1)를 반송하는 웨이퍼 파지부가 수평, 수직으로 이동 및 회전가능한 캐리어 반송기구(300: 캐리어 반송수단)와, 반응로(20)와 캐리어 스테이지(24)와의 사이에서 웨이퍼(W)를 반송하는 반송아암(26: 피처리체 반송수단)을 구비하여 이루어진다.
상기한 제1수납실(100)은 제11도에 나타낸 바와 같이, 예컨대 6개의 캐리어(1)를 수납하는 선반부를 갖춘 상자형상본체(110)와, 이 상자형상본체(110)의 측면부에 설치된 캐리어 반입 ·반출용의 개구부(111)에 대해 개폐가능한 문짝체(120)로 구성되어 있다. 이 경우, 문짝체(120)는 도시하지 않은 가이드에 따라수직방향으로 이동이 자유롭게 배열설치되고, 이 문짝체(120)의 한측에 하단으로 돌출하는 브라켓(121)에 개폐구동용의 에어실린더(130)의 피스톤로드(131)가 연결되어 에어실린더(130)의 신축구동에 의해 문작체(120)가 개폐동작할 수 있도록 구성되어 있다.
또한, 상자형상본체(110)는 제12도에 나타낸 바와 같이 문짝체(120)에 대해 수직방향으로 배치된 가이드레일(140)에 따라 미끄럼운동이 자유롭게 배열설치되어 있으며, 에어실린더(150)의 신축구동에 의해 문짝체(120)에 대해 진퇴이동 가능하게 구성되어 있다. 이와 같이 구성되는 상자형상본체(110)의 개구부(111)에는 밀봉팩킹(160)이 둘레설치되어 있으며, 에어실린더(150)의 구동에 의해 상자형상본체(110)가 상승위치에 있는 문짝체(120)에 바로 접한 상태에서 제1수납실(100)이 대기와 차단되어 밀폐상태로 되도록 되어 있다. 또한, 상자형상본체(110)의 개구부(111)에는 리미트스위치(170)가 취부되어 있으며, 상자형상본체(110)와 문짝체(120)가 밀접한 상태에서, 리미트스위치(170)가 작동하여 그 신호를 후술하는 제어부(60)로 전달할 수 있도록 구성되어 있다.
더욱이, 상기한 제3실시예에서는 문짝체(120)의 개폐동작, 상자형상본체(110)의 문짝체(120)에 대한 진퇴동작을 에어실린더(130, 150)에 의해 행하고 있지만, 반드시 구동수단은 에어실린더일 필요는 없고, 예컨대 볼트너트기구 등의 구동수단을 이용해도 된다. 또한, 상기한 제3실시예에서는 문짝체(120)에 대해 상자형상본체(110)를 진퇴이동시켜 제1수납실(100) 내를 밀폐하고 있지만, 상자형상본체(110)를 고정하게 하여 문짝체(120)를 상자형살본체(110)의 개구부(111)에 대해 진퇴이동 가능하게 해도 된다. 이 경우, 문짝체(120)의 진퇴이동을 상기한 제2실시예의 제4도에서 설명한 끌어당김기구를 이용하여 행할 수 있다. 또한, 상기한 제3실시예에서는 상자형살본체(110)의 개구부(111)에 밀봉팩킹(160) 및 리미트스위치(170)가 취부되는 경우에 대해 설명했지만, 이들 밀봉팩킹(160) 및 리미트스위치(170)를 수납실(100)측이 아니라 문짝체(120)측에 취부해도 된다.
한편, 제1수납실(100)의 상자형상본체(110)에는 상기한 제1실시폐의 밀폐실(32) 및 치환실(35)과 마찬가지로, 예컨대 N2가스 공급구(112)와, 배기구(113)가 설치되어 있으며, N2가스 공급구(112)에는 공급관(51)을 매개로 N2가스 공급원(50)이 접속되고, 배기구(113)에는 배기관(52)이 접속되어 있다. 이들 N2가스 공급관(51) 및 배기관(52)에는 각각 관로의 개폐수단으로서의 개폐제어밸브(53, 54)가 개설되어 있다. 또한, N2가스 공급관(51)에는 대유량의 N2가스를 흐르게 하는 제1유량제어밸브(56)와 소유량의 N2가스를 흐르게 하는 제2유량제어밸브(57)가 병렬로 개설되어 있다. 이들 개폐제어밸브(53, 54)와 유량제어밸브(56, 57)는 제어부(60)로부터의 제어신호에 의해 제어되도록 구성되어 있다.
이 경우, 제어부(60)는 제1수납실(100) 내에 배열설치된 산소(O2)농도를 검출하는 O2농도검출센서(61: 농도검출수단)로부터의 검출신호와 미리 기억된 정보를 비교연산하여 제어신호를 개폐제어밸브(53, 54)와 유량제어밸브(56, 57)로 전달하도록 구성되어 있다. 더욱이, 이 경우 제1유량제어밸브(56)와 제2유량제어밸브(57)를 일체화 한 제어밸브로 형성해도 된다. 더욱이, 제11도에서 부호 61A는 O2농도검출기이다.
이와 같이 구성함으로써 상자형상본체(110) 내에 미처리의 웨이퍼(W)를 수용하는 캐리어(1)가 반입된 후, 문짝체(120)가 상승하여 상자형상본체(110)가 문짝체(120)에 밀접하게 되어 제1수납실(100) 내가 밀폐되면, 리미트스위치(170)의 작동에 의해 제어부(60)로부터의 신호(T)가 유량제어밸브(56, 57)로 전달되어, 우선 제1유량제어밸브(56)가 작동하여 다량의 N2가스를 제1수납실(100) 내에 공급하고, 제1수납실(100) 내에 어느정도 N2가스가 충진된 후, 제1유량제어밸브(56)가 정지하면, 동시에 제2유량제어밸브(57)가 작동하여 소량(미량)의 N2가스가 제1수납실(100) 내에 공급된다. 그 때문에, 제1수납실(100) 내는 단시간에 적정한 N2가스 분위기로 되고, 그후 소량(미량)의 N2가스가 공급되어 적정한 N2가스 분위기가 유지된다. 또한, 제1수납실(100) 내의 O2농도가 소정치를 넘으면, O2농도검출센서(61)로부터의 검출신호를 받아 제어부(60)로부터 제어신호가 개폐제어밸브(53, 54) 및 유량제어밸브(56, 57)로 전달되어 개폐제어밸브(53, 54) 및 유량제어밸브(56, 57)가 제어되고, 밀폐실(32) 내에 적당한 압력 ·유량으로 N2가스가 공급된다. 이에 의해, 공급된 N2가스에 말려들어가도록 하여 제1수납실(100) 내의 O2가스, H2O가스 등이 배기관(52)으로 배출된다. 이와 같이 하여 제1수납실(100) 내의 O2농도가 소정치보다 내려가면, 제어부(60)로부터의 제어신호에 의해 개폐제어밸브(53, 54)가 닫혀 N2가스의 공급이 정지한다.
상기와 같이, 제1수납실(100) 내의 캐리어 수납부를 불활성가스로 그 안의 O2농도가 소정치로 내려가기까지 퍼지하여 O2가스나 H2O가스등의 원하지 않는 가스를 배기하도록 했기 때문에, 캐리어(1)에 수용되어 있는 웨이퍼(W)의 산화 그 외의 변질을 방지할 수 있다. 따라서, 웨이퍼(W)는 자연산화막이 아닌 상태에서 반응로(20)등으로 반송된다.
더욱이, 제2수납실(200)에는 예컨대 12개의 캐리어(1)가 수납되도록 되어 있다. 또한, 캐리어 변환기구(300)는 예컨대 볼트너트기구와 다관절기구등을 구비한 반송로보트로 형성되어 있다.
다음에, 상기한 제3실시예의 다른 동작상태에 대해 제13도 및 제14도를 참조하여 설명한다.
동작상태1
우선, 제13도에 나타낸 바와 같이 오토도어(11)를 개방하여 반입 ·반출부(10)에 1패치째의 캐리어(1)를 삽입한다. 다음에, 캐리어 변환기구(12)에 의해 캐리어(1)의 자세를 90도 하방으로 회전하고, 그 캐리어(1)를 캐리어 반송기구(300)로 수취하여 제1수납실(100)로 반입한다(제13도의 환부호 1-4참조). 예컨대, 6개의 캐리어(1)를 수납할 경우에는 이 동작을 6회 반복하여 1패치째의웨이퍼(W)의 투입을 완료한다.
다음에, 캐리어 반송기구(300)에 의해 제1수납실(100)로부터 캐리어 스테이지(24)로 캐리어(1)를 반송한다. 캐리어 스테이지(24)로 반송된 캐리어(1)에 수용된 미처리용의 웨이퍼(W)를 반송아암(26)에 의해 웨이퍼보트(22)로 반송한다. 웨이퍼(W)를 반출한 공캐리어(1)는 캐리어 반송기구(300)에 의해 제2의 수납실(200)로 반송된다. 이와 같이 하여, 6개의 캐리어(1)에 수용된 웨이퍼(W)를 웨이퍼보트(22)로 반송하여 1패치째의 장전을 완료한다(제13도의 환부호 5-7참조) 소정 매수의 웨이퍼(W)를 수용한 웨이퍼보트(22)는, 상승하여 반응로(20) 내에 삽입되어 소정의 처리가 시행된다.
상기한 1패치째의 웨이퍼(W)가 처리되고 있는 동안 2패치째의 웨이퍼(W)가 상기 1패치째의 웨이퍼(W)와 마찬가지로 반입 ·반출부(10)에 삽입되고, 캐리어 변환기구(12)에 의해 자세가 90도 변환된 후, 캐리어 반송기구(300)에 의해 제1수납실(100) 내에 반송된다(제13도의 환부호 a∼d참조). 이 동작을 6회 반복하여 2패치째의 웨이퍼(W)의 투입을 완료한다.
2패치째의 6개의 캐리어(1)를 제1수납실(100) 내에 수납한 후, 문짝체(120)를 닫히게 함과 더불어 상자형상본체(110)를 문짝체(120)에 밀접하게 하여 제1수납실(100) 내를 밀폐한다. 그리고, 상술한 바와 같이 N2가스 공급원(50)으로부터 N2가스를 제1수납실(100) 내로 공급하여 제1수납실(100) 내에 수납된 캐리어(1)에 수용된 미처리의 웨이퍼(W)를 소정 농도의 N2가스 분위기로 둔다(제13도의 환부호 e, f참조).
반응로(20)에서의 소정의 처리가 웨이퍼에 시행된 후, 제2수납실(200) 내의 공캐리어(1)를 캐리어 반송기구(300)에 의해 캐리어 스테이지(24)로 반송하고, 반송아암(26)에 의해 웨이퍼보트(22) 내의 처리완료의 웨이퍼(W)를 캐리어(1)로 반송한다. 그리고, 웨이퍼(W)를 수용한 캐리어(1)를 캐리어 반송기구(300)에 의해 제2수납실(200) 내로 반송한다(제13도의 환부호 8-10참조). 이 동작을 6회 반복하여 1패치째의 웨이퍼(W)의 처리 및 반출을 완료한다.
그리고, 제2수납실(200) 내의 처리완료의 웨이퍼(W)를 수용하는 캐리어(1)를 캐리어 반송기구(300)에 의해 반입 ·반출부(10)로 반송하고, 캐리어 변환기구(12)에 의해 캐리어(1)의 자세를 90도 변환한 후, 캐리어(1)를 장치 밖으로 반출한다(제13도의 환부호 11∼13참조). 이 동작을 6회 반복하여 1패치째의 웨이퍼(W)의 불출을 완료한다.
한편, 제1수납실(100) 내에 수납된 2패치째의 웨이퍼(W)를 소정 시간 N2가스 분위기로 둔 후, 상자형상본체(110)를 후퇴함과 더불어 문짝체(120)를 하강하여 제1수납실(100)을 개방한다. 그리고, 캐리어 반송기구(300)에 의해 제1수납실(100) 내의 캐리어(1)를 캐리어 스테이지(24)로 반송하고, 캐리어 스테이지(24)로 반송된 캐리어(1)에 수용된 미처리의 웨이퍼(W)는 반송아암(26)에 의해 웨이퍼보트(22)로 반송된다. 웨이퍼(W)를 반출한 공캐리어(1)는 캐리어 반송기구(300)에 의해 제2수납실(200)로 반송된다.
이와 같이 하여, 6개의 캐리어(1)에 수용된 웨이퍼(W)를 웨이퍼보트(22)로 반송하여 2패치째의 장전을 완료한다(제13도의 환부호 g∼k). 2패치째의 소정 매수의 웨이퍼(W)를 수용한 웨이퍼보트(22)는 상승하여 반응로(20) 내에 삽입되어 소정의 처리가 시행된다. 처리완료의 웨이퍼(W)는 상술과 마찬가지로 제2수납실(200)로 반송된 후, 반입 ·반출부(10)로 반송되어 장치 밖으로 불출된다.
이하, 마찬가지로 3패치째 이하의 웨이퍼(W)가 삽입되고, 제1수납실(100) 내에 N2가스 분위기로 된 후, 반응로(20)로 반송되어 처리가 시행된다.
상기와 같이 하여 웨이퍼(W)의 처리를 행함으로써, 처리전에 대기하고 있는 미처리의 웨이퍼(W)를 제1수납실(100) 내에 수납하고, 그 안을 N2가스 분위기로 둠으로써 웨이퍼(W)를 유기물 및 중금속으로부터의 악영향을 방지할 수 있으며, 웨이퍼(W)의 오염에 의한 제품 수율의 저하를 방지할 수 있다. 더욱이, 처리전의 미처리의 웨이퍼(W)만을 N2가스 분위기로 둠으로써 N2가스의 사용량을 가급적 적게할 수 있어, N2가스의 절약을 도모할 수 있다. 또한, 웨이퍼(W)가 처리중의 공캐리어(1)나 처리완료의 웨이퍼(W)를 수용하는 캐리어(1)를 제2수납실(200)에 수납시킴으로써, 웨이퍼(W)의 반송처리의 신속화를 도모할 수 있다.
동작상태2
우선, 제14도에 나타낸 바와 같이 오토도어(11)를 개방하여 반입 ·반출부(10)에 1패치째의 캐리어(1)를 삽입한다. 다음에, 캐리어 변환기구(12)에 의해 캐리어(1)의 자세를 90도 변환하고, 그 캐리어(1)를 캐리어 반송기구(300)에서 수취 제2수납실(200)로 반입한다(제14도의 환부호 1∼4참조). 예컨대, 캐리어(1)를 6개 수납할 경우에는 이 동작을 6회 반복하여 1패치째의 웨이퍼(W)의 투입을 완료한다.
다음에, 캐리어 반송기구(300)에 의해 제2수납실(200)로부터 캐리어 스테이지(24)로 캐리어(1)를 반송한다. 캐리어 스테이지(24)로 반송된 캐리어(1)에 수용된 미처리의 웨이퍼(W)를 반송아암(26)에 의해 웨이퍼보트(22)로 반송한다. 웨이퍼(W)를 반출한 공캐리어(1)는 캐리어 반송기구(300)에 의해 제2수납실(200)로 반송된다.
이와 같이 하여, 6개의 캐리어(1)에 수용된 웨이퍼(W)를 웨이퍼보트(22)로 반송하여 1패치째의 장전을 완료한다(제14도의 환부호 5∼7참조). 소정 매수의 웨이퍼(W)를 수용한 웨이퍼보트(22)는 상승하여 반응로(20) 내에 삽입되어 소정의 처리가 시행된다.
1패치째의 웨이퍼(W)가 처리되고 있는 동안 2패치째의 웨이퍼(W)가 1페치째의 웨이퍼(W)와 마찬가지로 반입 ·반출부(10)에 삽입되고, 캐리어 변환기구(12)에 의해 90도 하방으로 자세가 변환된 후, 캐리어 반송기구(300)에 의해 제1수납실(100) 내로 반송된다(제14도의 환부호 a∼d참조). 이 동작을 6회 반복하여 2패치째의 웨이퍼(W)의 삽입을 완료한다.
2패치째의 6개의 캐리어(1)를 제1수납실(100) 내에 수납한 후, 문짝체(120)를 닫음과 더불어 상자형상본체(110)를 문짝체(120)에 밀접하게 하여제1수납실(100) 내를 밀폐한다. 그리고, 상술한 바와 같이 N2가스 공급원(50)으로부터 N2가스를 제1수납실(100) 내에 공급하여 제1수납실(100) 내에 수납된 캐리어(1)에 수용된 미처리의 웨이퍼(W)를 소정 농도의 N2가스 분위기로 둔다(제14도의 환부호 e, f참조).
반응로(20)에서의 소정의 처리가 시행된 후, 제2수납실(200) 내의 공캐리어(1)를 캐리어 반송기구(300)에 의해 캐리어 스테이지(24)로 반송하고, 반송아암(26)에 의해 웨이퍼보트(22) 내의 처리완료의 웨이퍼(W)를 캐리어(1)로 반송한다. 그리고, 웨이퍼(W)를 수용한 캐리어(1)를 캐리어 반송기구(300)에 의해 제2수납실(200) 내로 반송한다(제14도의 환부호 8∼10참조). 이 동작을 6회 반복하여 1패치째의 웨이퍼(W)의 처리 및 반출을 완료한다.
다음에, 제1수납실(100) 내에 수납된 2패치째의 웨이퍼(W)를 소정 시간 N2가스 분위기로 둔 후, N2가스의 공급을 정지하고, 상자형상본체(110)를 후퇴함과 더불어 문짝체(120)를 하강하여 제1수납실(100)을 개방한다. 그리고, 캐리어 반송기구(300)에 의해 제1수납실(100) 내의 캐리어(1)를 캐리어 스테이지(24)로 반송하여 캐리어 스테이지(24)로 반송된 캐리어(1)에 수용된 미처리의 웨이퍼(W)는 반송아암(26)에 의해 웨이퍼보트(22)로 반송된다. 웨이퍼(W)를 반출한 공캐리어는 캐리어 반송기구(300)에 의해 제1수납실(100)로 반송된다. 이와 같이 하여, 6개의 캐리어(1)에 수공된 웨이퍼(W)를 웨이퍼보트(22)로 반송하여 2패치째의 장전을 완료한다(제14도의 환부호 g∼k참조). 2패치째의 소정 매수의 웨이퍼(W)를 수용한 웨이퍼보트(22)는, 상승하여 반응로(20) 내에 삽입되어 소정의 처리가 웨이퍼(W)로 시행된다. 처리완료의 웨이퍼(W)는 상술과 마찬가지로 제2수납실(200)로 반송된 후, 반입 반출부(10)로 반송되어 장치 밖으로 불출된다.
한편, 제2수납실(200) 내에 수납된 1패치째의 처리완료의 웨이퍼(W)를 수용하는 캐리어(1)를 캐리어 반송기구(300)에 의해 반입 ·반출부(10)에 반송하여, 캐리어 변환기구(12)에 의해 캐리어(1)의 자세를 변환한 후, 캐리어(1)를 장치 밖으로 반출한다(제14도의 환부호 11∼14참조) 이 동작을 6회 반복하여 1패치째의 웨이퍼(W)의 불출을 완료한다.
다음에, 제1수납실(100) 내의 공캐리어(1)를 캐리어 반송기구(300)에 의해 제2수납실(200)로 반송한다(제14도의 환부호 1참조). 이 동작을 6회 반복하여 2패치째의 웨이퍼(W)의 공캐리어(1)의 이동이 완료하고, 3패치째의 웨이퍼(W)의 투입이 가능하게 된다.
다음에, 제2수납실(200)에 이동된 공캐리어(1)를 캐리어 반송기구(300)에 의해 캐리어 스테이지(24)로 반송한다. 그리고, 반송아암(26)에 의해 2패치째의 처리완료의 웨이퍼(W)를 공캐리어(1)로 반송한 후, 웨이퍼(W)를 수용한 캐리어(1)를 캐리어 반송기구(300)에 의해 캐리어 스테이지(24)로부터 제1수납실(100) 내로 반송한다(제14도의 환부호 m∼o참조). 이 동작을 6회 반복하여 2패치째의 웨이퍼(W)의 반출을 완료한다.
이하, 마찬가지로 3패치째 이하의 웨이퍼(W)가 투입피고, 제1수납실(100)내에 N2가스 분위기로 둔 후, 반응로(20)에 반송되어 처리가 시행된다.
상기와 같이 하여 웨이퍼(W)의 처리를 행함으로써, 상기 실시예와 마찬가지로 처리전에 대기하고 있는 미처리의 웨이퍼(W)의 유기물 및 중금속으로부터의 악영향을 방지할 수 있어, 웨이퍼(W)의 오염에 의한 수율의 저하를 방지할 수 있다. 또한, 처리전의 미처리의 웨이퍼(W)만을 N2가스 분위기로 둠으로써 N2가스의 사용량을 가급적 적게할 수 있어, N2가스의 절약을 도모할 수 있다. 또한, 웨이퍼(W)가 처리중의 공캐리어(1)나 처리완료의 웨이퍼(W)를 수용하는 캐리어(1)를 제2수납실(200)에 수납시키는 것 외에, 제1수납실(100)을 더 사용함으로써 웨이퍼(W)의 반송처리의 신속화를 더욱 도모할 수 있다.
더욱이, 상기한 실시예에서는 본 발명의 처리장치를 반도체 웨이퍼의 종형열처리로에 적용한 경우에 대해 설명했지만, 반도체 웨이퍼 이외의 예컨대 유리기판, LCD기판등의 피처리체를 수용하는 캐리어를 반송하는 임의의 처리장치에도 적용할 수 있는 것은 물론이다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명의 처리장치에 의하면, 피처리체를 수용하는 캐리어를 수납하는 밀폐실과, 이 밀폐실에 연통하는 치환실을 대기와 차단하고, 이들 밀폐실 내 및 치환실 내에 불활성가스를 공급하기 때문에, 처리장치 내에서의 피처리체의 분위기를 소정의 불활성가스 분위기로 유지할 수 있음과 더불어 유기물 및 중금속에 의해 피처리체가 오염되는 것을 방지할 수 있어, 제품 수율의 향상을도모할 수 있다.

Claims (6)

  1. 피처리체를 소정의 처리로 처리하기 위한 처리수단과,
    상기 처리되는 복수의 피처리체를 수용하는 피처리체 캐리어를 수납하기 위한 수납부,
    상기 피처리체를 소정의 처리로 처리하기 위한 처리수단 및 상기 수납부에 대해 피처리체 캐리어를 반입 ·반출하기 위한 반송수단,
    상기 수납부와 상기 피처리체 캐리어를 반송하기 위한 적어도 일부의 반송수단이 내부에 위치되고, 그 내부를 외부대기와 차단시키기 위한 밀폐실,
    상기 밀폐실과 연통되면서 상기 외부대기와 그 내부가 차단되어, 상기 수납부로 반입 ·반출하기 위해 그 내부에 가수납되는 피처리체 캐리어를 상기 외부대기와 차단시킬 수 있는 치환실,
    상기 밀폐실의 내부에 불활성가스를 공급하기 위한 장치 및,
    상기 치환실의 내부에 불활성가스를 공급하기 위한 장치를 구비하여 구성된 것을 특징으로 하는 처리장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 피처리체 캐리어를 반송하기 위한 반송수단은,
    상기 처리장치의 반입 ·반출부와 상기 치환실 및 상기 치환실과 피처리체를 소정의 처리로 처리하기 위한 처리수단의 사이에서 상기 피처리체 캐리어를 반송하기 위한 제1반송기구와,
    상기 수납부에 대해 상기 피처리체 캐리어를 반입 ·반출하기 위한 제2반송기구 및,
    상기 제1반송기구 또는 상기 제2반송기구의 사이에서 상기 피처리체 캐리어를 인수인도 하고, 상기 밀폐실 내부에 배열설치되며, 상기 밀폐실의 내부와 상기 치환실의 내부 사이를 이동할 수 있는 피처리체 캐리어 보호유지부와 상기 치환실 내부에 상기 피처리체 캐리어 보호유지부가 위치한 경우에 상기 밀폐실과 상기 치환실간의 연통구를 닫아 막는 제1문짝체를 구비하여 구성된 것을 특징으로 하는 처리장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 밀폐실의 내부에 불활성가스를 공급하기 위한 장치는 상기 밀폐실의 내부에 제1관로의 개폐수단을 매개로 접속된 불활성가스 공급원을 포함하고,
    상기 치환실의 내부에 불활성가스를 공급하기 위한 장치는 상기 치환실의 내부에 제2관로의 개폐수단을 매개로 접속된 불활성가스 공급원을 포함하고,
    적어도 상기 밀폐실은 제3관로의 개폐수단을 매개로 배기관에 접속되며;
    상기 밀폐실 내부의 소정 가스분위기 농도를 검출하기 위해 상기 밀폐실 내부에 제공된 농도검출수단과,
    상기 농도검출수단으로부터의 신호에 기초하여 상기 제1 내지 제3관로의 개폐수단의 열림르도를 제어하기 위한 수단을 더 포함한 것을 특징으로 하는 처리장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 피처리체 캐리어를 상기 치환실에 대해 반입 ·반출하기 위한 개구부에는 이 개구부를 개폐하기 위한 제2문짝체가 제공되고,
    상기 문짝체의 주변 또는 상기 치환실의 상기 연통구와 상기 개구부 주변의 어느 한쪽에 밀봉부재가 제공되며,
    상기 각 문짝체에는 개폐구동기구와, 상기 문짝체가 닫히는 경우에 상기 문짝체를 상기 치환실측으로 끌어당기기 위한 끌어당김기구가 제공된 것을 특징으로 하는 처리장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 치환실 내부의 소정 가스분위기 농도를 검출하기 위해 상기 치환실 내부에 제공된 제2농도검출수단과,
    상기 농도검출수단으로부터의 신호에 기초하여 적어도 상기 제2관로의 개폐수단의 열림정도를 제어하기 위한 수단을 더 포함한 것을 특징으로 하는 처리장치.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 제1반송기구와 상기 피처리체를 소정의 처리로 처리하기 위한 처리수단 사이에 위치된 캐리어 스테이지와,
    상기 캐리어 스테이지와 상기 피처리체를 소정의 처리로 처리하기 위한 처리수단간 피처리체를 반송하기 위한 반송수단을 더 포함하고,
    상기 제1반송기구는 상기 치환실에서 상기 캐리어 스테이지로 피처리체 캐리어를 반송하는 것을 특징으로 하는 처리장치.
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