特許 6290585 バッチ式基板処理装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6290585

(24)【登録日】2018年2月16日

(45)【発行日】2018年3月7日

(54)【発明の名称】バッチ式基板処理装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/683 20060101AFI20180226BHJP

   C23C 16/458 20060101ALI20180226BHJP

   H01L 21/324 20060101ALI20180226BHJP

   H01L 21/205 20060101ALI20180226BHJP

   H01L 21/31 20060101ALI20180226BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/68 N

   C23C16/458

   H01L21/324 Q

   H01L21/205

   H01L21/31 F

【請求項の数】11

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2013-219183(P2013-219183)

(22)【出願日】2013年10月22日

(65)【公開番号】特開2014-93522(P2014-93522A)

(43)【公開日】2014年5月19日

【審査請求日】2016年7月5日

(31)【優先権主張番号】10-2012-0125073

(32)【優先日】2012年11月6日

(33)【優先権主張国】KR

(73)【特許権者】

【識別番号】506406663

【氏名又は名称】株式会社テラセミコン

【氏名又は名称原語表記】ＴＥＲＡＳＥＭＩＣＯＮ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ

(74)【代理人】

【識別番号】110001379

【氏名又は名称】特許業務法人 大島特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】ビュンイル・リー

(72)【発明者】

【氏名】ヨンホ・リー

(72)【発明者】

【氏名】ヒソク・キム

【審査官】 中田 剛史

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００６−３１０８４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００５／１０４２０４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００９−１９４０９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００６／０３５８７９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２００５／０６９３６１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００５−０１２０５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−３１３２６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−１６８９０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−２３２１５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０６２８７１１２（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】 米国特許出願公開第２００８／０１８５３０８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２００８−０４７６５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１５２２８３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／６８３

Ｃ２３Ｃ １６／４５８

Ｈ０１Ｌ ２１／２０５

Ｈ０１Ｌ ２１／３１

Ｈ０１Ｌ ２１／３２４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数枚の基板を水平姿勢で上下方向に所定間隔を隔てて積層して搭載した状態でローディングするためのボートを含むバッチ式基板処理装置であって、
前記複数枚の基板を底面から支持して載置するための複数のリングホルダと、
前記ボートに設けられた第１、第２、及び第３の垂直フレームと、
前記各リングホルダを３点支持方式で載置するべく前記第１、第２、及び第３の垂直フレームに上下方向に所定間隔を隔てて複数の高さ位置のそれぞれで突設された第１、第２、及び第３の支持ロッドであって、前記各リングホルダを前記第１の支持ロッドによって支持する点と前記第２の支持ロッドによって支持する点との角度間隔、及び前記第１の支持ロッドによって支持する点と前記第３の支持ロッドによって支持する点との角度間隔が、それぞれ９１゜超かつ１５０゜以下であり、前記第１の垂直フレームと前記第２の垂直フレームとがなす角度間隔、及び前記第１の垂直フレームと前記第３の垂直フレームとがなす角度間隔が９１゜以上である、該第１、第２、及び第３の支持ロッドと、
前記ボート内における前記支持ロッドの上方かつ前記リングホルダの外側の空間内に進入可能な形状を有し、前記基板を底面から支持した状態でボトム−リフト方式により前記ボート内へローディングしかつ／または前記ボートからアンローディングするエンドエフェクタとを含み、
前記エンドエフェクタが、先端がＵ字状の二叉形状を有し、前記Ｕ字状部分において、前記リングホルダの直径よりも大きな内側面間距離及び前記第２の垂直フレームと前記第３の垂直フレームとの間の距離よりも小さな外側面間距離を有し、
前記各リングホルダを前記第１の支持ロッドによって支持する点と前記第２の支持ロッドによって支持する点との角度間隔が、前記第１の垂直フレームと前記第２の垂直フレームとがなす角度間隔より大きく、前記各リングホルダを前記第１の支持ロッドによって支持する点と前記第３の支持ロッドによって支持する点との角度間隔が、前記第１の垂直フレームと前記第３の垂直フレームとがなす角度間隔より大きいことを特徴とするバッチ式基板処理装置。

【請求項2】

前記複数枚の基板の各々の重心が前記第２の支持ロッドによって支持する点と前記第３の支持ロッドによって支持する点とを結んだ直線より前記第１の支持ロッドによって支持する点の側に位置するように、前記複数枚の基板の各々が配置されるように構成されたことを特徴とする請求項１に記載のバッチ式基板処理装置。

【請求項3】

前記リングホルダを固定的に載置することができるように、前記リングホルダを載置可能な段差を前記支持ロッドの先端部に形成したことを特徴とする請求項１または請求項２のいずれか１項に記載のバッチ式基板処理装置。

【請求項4】

前記リングホルダの直径が、前記基板の直径の０．６倍ないし０．８倍であることを特徴とする請求項１または請求項２のいずれか１項に記載のバッチ式基板処理装置。

【請求項5】

前記基板の直径が３００ｍｍであり、かつ前記リングホルダのリング幅が２ｍｍないし２５ｍｍであることを特徴とする請求項１または請求項２のいずれか１項に記載のバッチ式基板処理装置。

【請求項6】

前記リングホルダのリング幅が２ｍｍないし５ｍｍであることを特徴とする請求項５に記載のバッチ式基板処理装置。

【請求項7】

前記エンドエフェクタが、前記Ｕ字状部分において、前記基板の直径よりも小さな外側面間距離を有することを特徴とする請求項１または請求項２のいずれか一項に記載のバッチ式基板処理装置。

【請求項8】

前記第１の垂直フレームと前記第２の垂直フレームとがなす角度間隔、及び前記第１の垂直フレームと前記第３の垂直フレームとがなす角度間隔が１２０゜未満であることを特徴とする請求項１または請求項２のいずれか１項に記載のバッチ式基板処理装置。

【請求項9】

複数枚の基板を水平姿勢で上下方向に所定間隔を隔てて積層して搭載した状態でローディングするためのボートを含むバッチ式基板処理装置であって、
前記複数枚の基板を底面から支持して載置するための複数のリングホルダと、
前記ボートに設けられた第１、第２、及び第３の垂直フレームと、
前記各リングホルダを３点支持方式で載置するべく前記第１、第２、及び第３の垂直フレームに上下方向に所定間隔を隔てて複数の高さ位置のそれぞれで突設された第１、第２、及び第３の支持ロッドであって、前記第１、第２、及び第３の垂直フレームから突設された前記第１、第２、及び第３の支持ロッドの先端が、前記リングホルダまたは前記基板の中心点に向けられた、該第１、第２、及び第３の支持ロッドと、
前記ボート内における前記支持ロッドの上方かつ前記リングホルダの外側の空間内に進入可能な形状を有し、前記基板を底面から支持した状態でボトム−リフト方式により前記ボート内へローディングしかつ／または前記ボートからアンローディングするエンドエフェクタとを含み、
前記エンドエフェクタが、先端がＵ字状の二叉形状を有し、前記Ｕ字状部分において、前記リングホルダの直径よりも大きな内側面間距離及び前記第２の垂直フレームと前記第３の垂直フレームとの間の距離よりも小さな外側面間距離を有し、
互いに隣接する前記垂直フレーム間の角度間隔を調整することにより、前記第１、第２、及び第３の支持ロッドが前記リングホルダを９１゜以上１２０゜以下の角度間隔を隔てて３点支持方式で支持することができるようにし、
前記複数枚の基板の各々の重心が前記第２の支持ロッドによって支持する点と前記第３の支持ロッドによって支持する点とを結んだ直線より前記第１の支持ロッドによって支持する点の側に位置するように、前記複数枚の基板の各々が配置されるように構成されたことを特徴とするバッチ式基板処理装置。

【請求項10】

前記ボートが、石英、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）、黒鉛、カーボン複合材またはシリコン（Ｓｉ）のうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１または請求項２のいずれか１項に記載のバッチ式基板処理装置。

【請求項11】

前記リングホルダが、石英、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）、黒鉛、カーボン複合材またはシリコン（Ｓｉ）のうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１または請求項２のいずれか１項に記載のバッチ式基板処理装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、バッチ式基板処理装置に関し、より詳細には、リングホルダ上に載置された基板を、ボトム−リフト（bottom-lift）方式のエンドエフェクタ（end effector）を用いてローディング及び／またはアンローディングすることができるバッチ式基板処理装置に関する。

【背景技術】

【0002】

基板処理装置は、蒸着（Vapor Deposition）装置と、アニーリング（Annealing）装置とに大別される。

【0003】

蒸着装置は、半導体の核心構成をなす透明伝導層、絶縁層、金属層またはシリコン層を形成する装置であって、ＬＰＣＶＤ（Low Pressure Chemical Vapor Deposition）またはＰＥＣＶＤ（Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition）などのような化学気相蒸着装置と、スパッタリング（Sputtering）などのような物理気相蒸着装置とがある。

【0004】

アニーリング装置は、半導体の製造に用いられるシリコンウエハなどの基板上に蒸着されている所定の薄膜に対して結晶化、相変化などのプロセスのために必須の熱処理過程を行う装置である。

【0005】

図１は、従来のバッチ式基板処理装置を示す斜視図であり、図２は、図１のバッチ式基板処理装置の平面図及び断面図である。このような従来のバッチ式基板処理装置は、韓国登録特許第７７２４６２号公報（特許文献１）に開示されている。

【0006】

図１及び図２を参照すると、従来のバッチ式基板処理装置は、半導体製造プロセスを処理するための反応チャンバ（図示せず）であって、内部に収容空間を有し、下部に開口部を有するチャンバと、複数枚の円板状基板１０を水平姿勢で上下方向に所定間隔を隔てて積層して搭載した状態でローディング（搬入）するためのボート（リングボート）２０とを備えている。

【0007】

ここで、ステージ（図示せず）に設けられたカセット（図示せず）に収納された基板１０は、ロボットアームのエンドエフェクタ４０によってボート２０へ移送される。

【0008】

ボート２０は、基板１０の周囲を囲む如く配置された３つの支柱状の垂直フレーム、すなわち、基板１０の搬出入方向に見て左右両側にそれぞれ１つずつ配置された１対の垂直フレーム２２及び前方に配置された１つの垂直フレーム２４（以下、集合的に「垂直フレーム２２、２４」と呼ぶ。）を含み、各垂直フレーム２２、２４からは基板１０の枚数と同じ本数の支持ロッド２６が上下方向に所定間隔で突出形成されている。

【0009】

垂直フレーム２２、２４からそれぞれ水平方向に突設されかつ同一平面上に位置する３本の支持ロッド２６によって、円環（リング）形状のリングホルダ３０が底面から支持される。このとき、これら３本の支持ロッド２６がリングホルダ３０を支持する点は、等角度間隔（１２０゜）をなしている。

【0010】

リングホルダ３０上には、基板１０を載置することができる。リングホルダ３０は、その枠面（上端面）上において基板１０を底面から支持することができる。

【0011】

基板１０の下側の空間は、リングホルダ３０及びリングホルダ３０の外側空間に干渉する支持ロッド２６によって閉鎖されており、基板１０の上側の空間は、トップ−エッジ−グリップ（top-edge-grip）方式のエンドエフェクタ４０により基板１０をローディング及びアンローディングするために、支持ロッド２６の占有空間を除いて外部に露出されている。ここで、トップ−エッジ−グリップ方式のエンドエフェクタ４０は、エンドエフェクタ４０の作業経路と同一平面内で作業経路の両側から内向きに突設された２本の支持ロッド２６間に進入可能な大きさの幅を有しており、残りの１本の支持ロッド２６（すなわち、上記平面内で作業経路を延長した仮想線上において内向きに突設された支持ロッド２６）との干渉を回避するために、エンドエフェクタ４０の先端部には回避溝部２８が設けられている。

【0012】

しかし、従来のバッチ式基板処理装置では、基板１０の下側の空間が閉鎖されているのでエンドエフェクタ４０が入り込むことができず、基板１０の上側の空間だけが露出しているので、トップ−エッジ−グリップ方式のエンドエフェクタ４０を用いてローディング及び／またはアンローディングを行う場合に基板１０間のピッチ（間隔）Ｐが大きくなるという問題点があった。具体的には、トップ−エッジ−グリップ方式のエンドエフェクタ４０は、基板１０の上方（トップ）から下降して基板１０の両端部（エッジ）を把持（グリップ）するために最小限の作業空間ａが確保されなければならないため、このような制限はピッチＰを拡大させ、ボート２０に搭載可能な基板１０の枚数を減少させるという問題点があった。

【0013】

また、トップ−エッジ−グリップ方式のエンドエフェクタ４０は、基板１０を把持するために複雑な構成を有し、かつ、エンドエフェクタ４０がボート２０内に進入するステップと、エンドエフェクタ４０が下降して基板１０を把持するステップと、エンドエフェクタ４０が上昇して基板１０をアンローディングするステップとを経るため、プロセス時間が増加するという問題点があった。

【0014】

さらに、トップ−エッジ−グリップ方式のエンドエフェクタ４０が基板１０を把持するため、ローディング及び／またはアンローディング中に基板１０の上面が汚染物質に暴露される可能性が高く、相対的にエンドエフェクタ４０と基板１０の上面とが接触することによって、基板１０の上面にスクラッチが生じるという問題点があった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0015】

【特許文献1】韓国登録特許第７７２４６２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0016】

そこで、本発明は、上記の従来技術の諸問題点を解決するためになされたものであって、リングホルダ上に載置された基板をボトム−リフト方式により処理することができるバッチ式基板処理装置を提供することを目的とする。

【0017】

また、本発明は、基板間のピッチを小さくしてボートに搭載可能な基板の枚数を増加させることによって、単位プロセス当たりの基板の処理量を増加させることができるバッチ式基板処理装置を提供することを目的とする。

【0018】

さらに、本発明は、構造が簡単なエンドエフェクタを採用したバッチ式基板処理装置を提供することを目的とする。

【0019】

なお、本発明は、基板のローディング及び／またはアンローディング時間を減少させ、プロセス時間を画期的に減少させたバッチ式基板処理装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0020】

上記の目的を達成するために、本発明の一実施形態にかかるバッチ式基板処理装置は、複数枚の基板を水平姿勢で上下方向に所定間隔を隔てて積層して搭載した状態でローディングするためのボートを含むバッチ式基板処理装置であって、複数枚の基板を底面から支持して載置するための複数のリングホルダと、リングホルダを底面から支持して載置するべくボートの複数の垂直フレームに上下方向に所定間隔を隔てて突設された複数の支持ロッドと、ボート内における支持ロッドの上方かつリングホルダの外側の空間内に進入可能な形状を有し、基板を底面から支持した状態でボトム−リフト方式によりボート内へローディングしかつ／またはボートからアンローディングするエンドエフェクタとを含むことを特徴とする。

【0021】

また、上記の目的を達成するために、本発明の一実施形態にかかるバッチ式基板処理装置は、複数枚の基板を水平姿勢で上下方向に所定間隔を隔てて積層して搭載した状態でローディングするためのボートを含むバッチ式基板処理装置であって、基板を底面から支持して載置するためのリングホルダと、各リングホルダを９１゜ないし１５０゜の角度間隔を隔てて３点支持方式で載置するべく各垂直フレームに上下方向に所定間隔を隔てて突設された複数の支持ロッドと、ボート内における支持ロッドの上方かつリングホルダの外側の空間内に進入可能な形状を有し、基板を底面から支持した状態でボトム−リフト方式によりボート内へローディングしかつ／またはボートからアンローディングするエンドエフェクタとを含むことを特徴とする。

【発明の効果】

【0022】

このように構成された本発明によれば、リングホルダ上に載置された基板をボトム−リフト方式で処理することができるという効果がある。

【0023】

また、本発明は、基板間のピッチを小さくしてボートに搭載可能な基板の枚数を増加させることによって、単位プロセス当たりの基板の処理量を増加させることができるという効果がある。

【0024】

さらに、本発明は、構造が簡単なエンドエフェクタを採用することができるという効果がある。

【0025】

また、本発明は、基板のローディング及び／またはアンローディング時間を減少させ、プロセス時間を画期的に減少させることができるという効果がある。

【0026】

なお、本発明は、大面積基板を最適化された大きさのリングホルダで支持することによって、基板の撓みを防止するという効果もある。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【図1】従来のバッチ式基板処理装置を示す斜視図である。

【図2】図１のバッチ式基板処理装置の平面図及び断面図である。

【図3】本発明の一実施形態にかかるバッチ式基板処理装置を示す斜視図である。

【図4】図３のバッチ式基板処理装置の平面図及び断面図である。

【図5】本発明の別の実施形態にかかるバッチ式基板処理装置を示す斜視図である。

【図6】図５のバッチ式基板処理装置の平面図及び断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0028】

後述する本発明に関する詳細な説明は、本発明が実施できる特定の実施形態を例として示す添付図面を参照する。これら実施形態は、当業者が本発明を実施できるように十分に詳細に説明される。本発明の多様な実施形態は互いに異なるが、相互排他的である必要はないことが理解されなければならない。例えば、ここに記載されている特定の形状、構造及び特性は一実施形態に関連し、本発明の精神及び範囲を逸脱しない範囲内で他の実施形態で実現可能である。また、それぞれの開示された実施形態における個別構成要素の位置または配置は、本発明の趣旨及び範囲を逸脱しない範囲内で変更可能であることが理解されなければならない。したがって、後述する詳細な説明は限定的な意味として受け入れるものではなく、本発明の範囲は、適切に説明された場合、その請求項が主張するのと均等なすべての範囲と共に添付した請求項によってのみ限定される。図面において、類似の参照符号は、様々な側面にわたって同一または類似の機能を指し示し、長さ及び面積、厚さなどとその形態は便宜のために誇張されて表現されていることがある。

【0029】

本明細書において、基板は、半導体基板、ＬＥＤ、ＬＣＤなどの表示装置に用いる基板、太陽電池基板などを含む意味で理解できる。

【0030】

バッチ式基板処理装置の構成

【0031】

図３は、本発明の一実施形態にかかるバッチ式基板処理装置を示す斜視図であり、図４は、図３のバッチ式基板処理装置の平面図及び断面図である。

【0032】

図３を参照すると、本発明の一実施形態にかかるバッチ式基板処理装置１００には、ボート（リングボート）２００と、複数の円環（リング）形状のリングホルダ３００と、ボトム−リフト方式のエンドエフェクタ４００とが含まれている。

【0033】

ボート２００は、複数枚の円板状基板１０を水平姿勢で上下方向に所定間隔を隔てて積層して搭載した状態でローディングするためのバッチ式基板処理装置用ボートである。ボート２００の材質は、石英、シリコンカーバイド（炭化ケイ素：ＳｉＣ）、黒鉛、カーボン複合材、シリコン（Ｓｉ）のうちの少なくとも１つを含むことができる。

【0034】

ボート２００は、複数の、好適には３つの、支柱状の垂直フレーム２２０、２４０を含むことができる。以下では、ボート２００の垂直フレーム２２０、２４０を３つと想定して説明する。

【0035】

ボート２００の水平断面は略円形であるが、その円周の概ね半分に相当する部分に含まれるように垂直フレーム２２０、２４０が配置されており、残りの半分において前面開口部５が画定されている。前面開口部５は、エンドエフェクタ４００の作業経路上にあり、ここを通って基板１０をローディングしかつ／またはアンローディングすることができる。

【0036】

ここで、図３及び図４においては、エンドエフェクタ４００の作業経路を延長した仮想線上に位置する垂直フレーム２４０を基準として、残りの２つの垂直フレーム２２０となす角度間隔Ａがそれぞれ９１゜となるように配置されている実施形態が示されているが、本発明はこれに限定されるものではなく、エンドエフェクタ４００が通過できる範囲内で、垂直フレーム２４０と垂直フレーム２２０とがなす角度間隔Ａが９１〜１２０゜となるように垂直フレームを配置することができる。詳細については、図５及び図６に関連して後述する。

【0037】

各垂直フレーム２２０、２４０には、基板１０を水平姿勢で多段に保持することができるようにボート２００の内側に向けて突出させた支持ロッド２６０を所定の高さ間隔を隔てて複数配置することができる。

【0038】

支持ロッド２６０は、リングホルダ３００を底面から支持して載置することができるように構成されている。支持ロッド２６０は、リングホルダ３００を９１〜１５０゜の角度間隔を隔てて３点支持方式により支持して載置することができる。

【0039】

リングホルダ３００をより固定的に載置することができるように、リングホルダ３００を載置可能な段差２６２を支持ロッド２６０の先端部に形成することもできる。

【0040】

基板１０を超高温（約１２００〜１３５０℃）で熱処理する場合には、基板１０及びリングホルダ３００において垂れ下がり現象が発生し得る。したがって、リングホルダ３００を１２０゜の等間隔で３点支持することにより、リングホルダ３００及びリングホルダ３００上の基板１０の重量を支持ロッド２６０によって均等に支持できるようにすることが好ましい。

【0041】

しかし、基板１０を中温ないし高温（約５００〜８００℃）で熱処理する場合には、基板１０及びリングホルダ３００における垂れ下がり現象をやや減少させることができるため、リングホルダ３００を１２０゜の等間隔で３点支持する必要性が緩和される。したがって、中温ないし高温で熱処理を行う場合には、３本の支持ロッド２６０とリングホルダ３００とがそれぞれ接触する３つの点の角度間隔を９１〜１５０゜にすることができる。具体的には、エンドエフェクタ４００の作業経路を延長した仮想線上に位置する垂直フレーム２４０から中心点Ｃの方向に向かって突設された支持ロッド２６０’とリングホルダ３００との接触点と、垂直フレーム２２０から突設された支持ロッド２６０’’とリングホルダ３００との接触点とがなす角度間隔Ｂ（両接触点を両端とする弧に対する中心角）は、９１〜１５０゜であり得る。

【0042】

リングホルダ３００は、高温熱処理過程における基板のスリップ（シリコン格子の結晶欠陥）の発生を防止するとともに、大口径化（３００ｍｍ、４５０ｍｍ）された基板１０を底面から支持して構造的に垂れ下がりを防止するために用いられる。リングホルダ３００は、高温環境と反応プロセスの化学環境に対応するために、セラミック系、例えば、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）で形成することができ、他にも、石英、黒鉛、カーボン複合材またはシリコン（Ｓｉ）のうちの少なくとも１つを含むことができる。

【0043】

基板１０を安定的に支持するために、各リングホルダ３００は、その中心軸［または中心点Ｃ］が一致するように配置されることが好ましい。ここで、中心軸［または中心点Ｃ］とは、リングホルダ３００または基板１０の重心を通る垂線［または重心点（原点）］であると理解できる。一方、リングホルダ３００が基板１０を効果的に全面積にわたって均等に支持するために、リングホルダ３００の直径を基板１０の直径の０．６ないし０．８倍にすることができる。特に、リングホルダ３００の内側及び外側に基板１０の面積をそれぞれ１／２ずつ支持させるために、リングホルダ３００の直径は基板１０の直径の０．７倍であることが好ましいが、必ずしもこれに限定されるものではなく、プロセス温度、基板の大きさ及び強度などを考慮して、リングホルダ３００の直径を適切に変更することができる。

【0044】

また、基板１０の直径が３００ｍｍであるとき、リングホルダ３００のリング幅は２〜２５ｍｍであってよく、より好適には２〜５ｍｍであってよい。リングホルダ３００が基板１０の直径の０．７倍に相当する２１０ｍｍの直径（外径）を有する場合、リングホルダの３００のリング幅を２〜２５ｍｍに設定すると、基板１０がリングホルダ３００と接触する面積の割合を約１．８５〜２０．５６％にすることができ、リングホルダ３００のリング幅を２〜５ｍｍに設定すると、基板１０がリングホルダ３００と接触する面積の割合を約１．８５〜４．５６％にすることができる。別の実施形態として、リングホルダ３００が１９９ｍｍの直径（外径）を有する場合、リングホルダ３００のリング幅を２〜２５ｍｍに設定すると、基板１０がリングホルダ３００と接触する面積の割合を約１．８５〜１５．５６％にすることができ、リングホルダ３００のリング幅を２〜５ｍｍに設定すると、基板１０がリングホルダ３００と接触する面積の割合を約１．７５〜４．３１％にすることができる。したがって、リングホルダ３００のリング幅を２〜５ｍｍに設定すると、基板１０の略５％より低い水準の面積しかリングホルダ３００と接触しないので、基板１０の垂れ下がりを防止すると同時に、基板１０の下部のスクラッチをさらに減少させることができるという利点がある。

【0045】

同様に、基板１０の直径が４５０ｍｍであるときにも、リングホルダ３００のリング幅を調整することにより、基板１０の垂れ下がりを防止すると同時に、基板１０の下部のスクラッチを減少させる範囲で基板１０とリングホルダ３００との接触する面積の割合を調整することができる。

【0046】

エンドエフェクタ４００は、ボトム−リフト方式により基板１０をボート２００へローディングしかつ／またはボート２００からアンローディングすることを可能にする。

【0047】

さらに、図３及び図４を参照すると、本発明の一実施形態にかかるボトム−リフト方式のエンドエフェクタ４００は、ボート２００内における支持ロッド２６０’’の上方かつリングホルダ３００の外側の空間内に進入可能な形状を有し、基板１０を底面から支持した状態でボート２００内へローディングしかつ／またはボート２００からアンローディングすることができる。ボート２００内への進入時にリングホルダ３００と干渉することを回避するために、ボトム−リフト方式のエンドエフェクタ４００は、先端が略Ｕ字状の二叉（フォーク）形状を有することができる。また、図４の（ｂ）の平面図に示されるように、エンドエフェクタ４００が、先端が略Ｕ字状の二叉形状を有することによって、垂直フレーム２４０から突設された支持ロッド２６０’との干渉の問題も自然に解決することができる。また、図４の（ｂ）の断面図に示されているように、エンドエフェクタ４００がボート２００内に進入するとき、エンドエフェクタ４００は、リングホルダ３００の高さとほぼ同じ高さであるが支持ロッド２６０’’の上面よりも高い位置にあるので、２つの垂直フレーム２２０から突設された支持ロッド２６０’’との干渉の問題も解決できる。つまり、エンドエフェクタ４００の進入高さを、２つの垂直フレーム２２０から突設された支持ロッド２６０’’の高さと異ならせることにより、支持ロッド２６０’’との干渉の問題を解決することができる。

【0048】

また、エンドエフェクタ４００は、リングホルダ３００との干渉回避と同時に基板１０を安定的かつ効果的に支持することができるように、略Ｕ字状部分において、リングホルダ３００の直径よりも大きな内側面間距離ｄ１及び基板１０の直径よりも小さな外側面間距離ｄ２を有することが好ましい。

【0049】

一実施形態として、基板１０の直径が３００ｍｍであるときに、内側面間距離ｄ１が２００〜２２０ｍｍ、外側面間距離ｄ２が２４４〜２６０ｍｍとなるようにエンドエフェクタ４００の大きさを決めることによって、エンドエフェクタ４００がリングホルダ３００及び２つの垂直フレーム２２０との干渉を回避することができ、基板１０のローディング及び／またはアンローディングを容易に行うことができる。

【0050】

別の実施形態として、基板１０の直径が４５０ｍｍであるときに、内側面間距離ｄ１が３００〜３３０ｍｍ、外側面間距離ｄ２が３６６〜３９０ｍｍとなるようにエンドエフェクタ４００の大きさを決めることによって、エンドエフェクタ４００がリングホルダ３００及び２つの垂直フレーム２２０と干渉することを回避することができ、基板１０のローディング及び／またはアンローディングを容易に行うことができる。

【0051】

図５は、本発明の別の実施形態にかかるバッチ式基板処理装置を示す斜視図であり、図６は、図５のバッチ式基板処理装置の平面図及び断面図である。以下の図５及び図６の説明では、上述した図３及び図４の説明との相違点についてのみ記述し、重複する事項の説明は省略する。

【0052】

図５及び図６を参照すると、垂直フレーム２２０から突設された支持ロッド２６０’’の先端が中心点Ｃに向けられていることを確認することができる。

【0053】

ここで、図３及び図４に関連して説明した実施形態では、バッチ式基板処理装置１００は、垂直フレーム２４０と２つの垂直フレーム２２０とがなす角度間隔Ａを固定した後［一例として、９１゜］、垂直フレーム２２０から突設される支持ロッド２６０’’の突出角度を調整することにより、垂直フレーム２４０から中心点Ｃに向かって突設される支持ロッド２６０’とリングホルダ３００とが接触する点と、２つの垂直フレーム２２０から突設される支持ロッド２６０’’とリングホルダ３００とが接触する点とがなす角度間隔Ｂが９１〜１５０゜になるようにし、その範囲でリングホルダ３００を３点で支持させる方式のものであった。すなわち、垂直フレーム２２０から突設される支持ロッド２６０’’は、中心点Ｃに向かって突設されていなくてもよい。

【0054】

これに対して、図５及び図６のバッチ式基板処理装置１００’では、垂直フレーム２２０から突設された支持ロッド２６０’’はその先端が中心点Ｃに向けられているため、垂直フレーム２４０と垂直フレーム２２０とがなす角度間隔Ａを調整するだけで、支持ロッド２６０とリングホルダ３００とが接触する点の角度間隔Ｂを調整することができる。ただし、この場合、角度間隔ＡまたはＢが１２０゜を超えると、エンドエフェクタ４００のボート２００内への進入時に垂直フレーム２２０または支持ロッド２６０’’とエンドエフェクタ４００との干渉が発生し得るため、角度間隔ＡまたはＢを９１〜１２０゜、好適には１０５゜に維持することができる。

【0055】

バッチ式基板処理装置の動作過程

【0056】

以下では、図４及び図６を参照して、ボトム−リフト方式のエンドエフェクタ４００を採用したバッチ式基板処理装置１００の動作過程を説明する。図４及び図６は、基板１０のアンローディング過程を示しているが、ローディング過程はアンローディング過程を逆に行うものと理解できる。

【0057】

まず、図４の（ａ）及び図６の（ａ）を参照すると、各垂直フレーム２２０、２４０から突設された３つの支持ロッド２６０の先端部上にリングホルダ３００が載置されており、リングホルダ３００上には、リングホルダ３００と中心軸［または中心点Ｃ］が一致するように基板１０が載置されている。

【0058】

ここで、図４の（ｂ）及び図６の（ｂ）に示されているように、ボトム−リフト方式のエンドエフェクタ４００を前面開口部５からボート２００内に進入させる。この時、エンドエフェクタ４００は、リングホルダ３００の外周面を囲むことができるように先端が略Ｕ字状の二叉形状を有しており、ボート２００内において、２つの垂直フレーム２２０から突設された支持ロッド２６０’’の上方かつリングホルダ３００の外側の空間内に進入する。このとき、エンドエフェクタ４００は、支持ロッド２６０’’の上面よりも高い位置を通るため、リングホルダ３００または支持ロッド２６０との干渉を回避しながらボート２００内に進入し、基板１０の下側（ボトム）に入り込むことができる。その後、エンドエフェクタ４００は、基板１０をリングホルダ３００から所定の高さＲまで持ち上げる（リフト）。

【0059】

さらに、図４の（ｃ）及び図６の（ｃ）に示されているように、エンドエフェクタ４００は、基板１０だけを支持したまま、ボート２００から基板１０をアンローディングすることができる。

【0060】

このように、本発明のボトム−リフト方式のエンドエフェクタ４００を採用することによって、基板１０とリングホルダ３００との間の高さＲだけでも基板１０のローディング及び／またはアンローディングを行うことができるという利点がある。つまり、トップ−エッジ−グリップ方式のバッチ式基板処理装置では、ピッチＰを決定するために、基板の上方（トップ）から下降して基板の両端部（エッジ）を把持（グリップ）するための最小限の作業空間ａ、エンドエフェクタの厚さ、基板の厚さ及びリングホルダの高さまで考慮していたのに対して、本発明のボトム−リフト方式のバッチ式基板処理装置では、ピッチＰを決定するために、リングホルダと基板との間の離間距離（高さＲ）、基板の厚さ及びリングホルダの高さだけを考慮すればよいので、結局、ピッチＰを大幅に小さくすることができる。したがって、本発明は、ボートに搭載可能な基板の枚数を増加させることによって、単位プロセス当たりの基板の処理量を増加させることができるという利点がある。

【0061】

また、基板を把持するためのエンドエフェクタに関して、複雑な構成を有するトップ−エッジ−グリップ方式のエンドエフェクタをボトム−リフト方式のものに置き換えることができるため、構造が簡単になり、ボトム−リフト方式のエンドエフェクタを用いて基板のローディング及び／またはアンローディング時間を減少させ、プロセス時間を画期的に減少させることができるという利点がある。

【0062】

上述のように好適実施形態を挙げて図示及び説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で当業者による多様な変形及び変更が可能である。そのような変形例及び変更例は、本発明及び添付の特許請求の範囲に含まれるものとする。

【符号の説明】

【0063】

５ 前面開口部
１０ 基板
２０、２００ ボート
２２、２４、２２０、２４０ 垂直フレーム
２６、２６０ 支持ロッド
２８ 回避溝部
３０、３００ リングホルダ
４０ トップ−エッジ−グリップ方式のエンドエフェクタ
４００ ボトム−リフト方式のエンドエフェクタ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】