(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表裏面部を有する基板を搬送するための移動可能な基板搬送ボックスであって、
その内部に収容空間が形成された箱状の筐体を有し、
前記収容空間には、それぞれ前記基板を非接触で支持する支持板が所定の間隔で複数段重ねて配置されており、
各支持板には、前記基板の位置決め機構と、前記基板をベルヌーイ吸着するために当該基板の裏面部に向けて不活性ガスを噴射する不活性ガス噴出機構とが形成されており、
前記不活性ガスは、前記支持板と前記基板の裏面部との間隙を通って当該基板の周縁部から表面部及び他の支持板に支持された基板の表面部に回り込み、前記収容空間に滞留して、当該収容空間を前記筐体の外部に対して陽圧とするように構成されている、
基板搬送ボックス。
【請求項２】
前記支持板のうち少なくとも前記基板の裏面部を指向する面部が導電性樹脂で形成されている、
請求項１記載の基板搬送ボックス。
【請求項３】
前記筐体に、前記収容空間の内圧を調整するためのベントが設けられている、
請求項１又は２記載の基板搬送ボックス。
【請求項４】
前記不活性ガスが、窒素ガスと所定の圧力に調整された乾燥空気とのいずれかである、
請求項１、２又は３記載の基板搬送ボックス。
【請求項５】
それぞれ表裏面部を有する複数の基板を収容する容器が配置される第１ポートと、
前記第１ポートに配置された前記容器から前記複数の基板を取り出し、取り出した複数の基板を収容する第１基板搬送ボックスと、
前記第１基板搬送ボックスを前記第１ポートから離れた第２ポートまで移送させる移送機構と、
前記第２ポートまで移送された前記第１基板搬送ボックスから取り出された複数の基板を収容する第２基板搬送ボックスと、
前記第２基板搬送ボックスに収容された複数の基板を取り出し、取り出した複数の基板を、当該基板に対して所定の処理を行う処理室まで案内する案内機構と、を備えており、
前記第１基板搬送ボックス及び前記第２基板搬送ボックスは、
その内部に収容空間が形成された箱状の筐体を有し、
前記収容空間には、前記基板を非接触で支持する支持板が所定の間隔で複数段重ねて配置されており、
各支持板には、前記基板の位置決め機構と、前記基板をベルヌーイ吸着させるために当該基板の裏面部に向けて不活性ガスを噴射する不活性ガス噴出機構とが形成されており、
前記不活性ガスは、前記支持板と前記基板の裏面部との間隙を通って当該基板の周縁部から表面部及び他の支持板に支持された基板の表面部に回り込み、前記収容空間に滞留して、当該収容空間を前記筐体の外部に対して陽圧とするように構成されている、
基板搬送装置。
【請求項６】
前記容器には、前記基板が所定の間隔で複数段重ねて収容されており、
前記第１基板搬送ボックス内の複数段の前記支持板を一度に前記容器に進入させて、前記基板を一つの支持板に一枚ずつベルヌーイ吸着させながら当該第１基板搬送ボックスの収容空間に収容させる支持板変位機構をさらに備えている、
請求項５記載の基板搬送装置。
【請求項７】
前記支持板変位機構は、複数段の前記支持板を一度に前記第２基板搬送ボックスの収容空間に進入させて、前記基板を一つの支持板に一枚ずつベルヌーイ吸着させながら前記第２基板搬送ボックスの収容空間に収容させ、
前記案内機構は、複数段の前記支持板を一度に前記第２基板搬送ボックスの収容空間に進入させて、前記基板を一つの支持板に一枚ずつベルヌーイ吸着させながら前記処理室に案内する、
請求項６記載の基板搬送装置。
【請求項８】
前記容器は、前記第１ポートにおいて前記第１基板搬送ボックスを指向する面部が開口するものであり、
前記第１基板搬送ボックスは、前記筐体のうち前記容器の開口面を指向する面部を、前記容器の開口面に密着した状態で開放させる開閉機構を備えおり、
前記第２基板搬送ボックスは、前記筐体のうち前記第２ポートまで移送された前記第１基板搬送ボックスの開口面を指向する面部を、当該第１基板搬送ボックスの開口面に密着した状態で開放させる開閉機構を備えている、
請求項７記載の基板搬送装置。
【請求項９】
前記処理室で処理された基板を収容する、前記第２基板搬送ボックスと同じ構成の第３基板搬送ボックスをさらに備えてなる、
請求項５〜８のいずれかの項記載の基板搬送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、半導体ウエハ又はガラス基板等を、大気から遮断して複数の処理装置間を搬送するための基板搬送ボックス及び基板搬送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイス等の製造工程では、ある工程の処理室で処理された半導体ウエハ又はガラス基板（以下、これらを単に「基板」と称する）をキャリアに収納し、次の工程の処理室の搬入ポートまで搬送した後、搬送アームによりキャリアから基板を取り出して当該処理室に渡すことが行われている。さらに後続の工程がある場合は、処理を終了した基板を再びキャリアに収容し、上記と同様の手順で、後続の処理室まで搬送される。
【０００３】
上記のような製造工程では、各処理室間を搬送する過程で処理後の基板が大気に晒されるため、自然酸化膜が形成されるという問題がある。このような問題を解決する従来技術として、特許文献１には、上記キャリアとして、ＦＯＵＰ（Front Opening Unified Pod：SEMI（Semiconductor Equipment and Materials Institute）規格に準拠しているウエハ用搬送容器）のような密閉型の容器を用い、このような容器から処理室に基板を搬送するための基板移送モジュールが開示されている。
特許文献１に記載された基板移送モジュールでは、キャリア内の基板がロボットを介して基板移送チャンバに取り込まれ、その後、処理室へと搬送される。基板移送チャンバの内部には、不活性ガスが供給され、循環されている。そのため、搬送中の基板が大気その他の汚染物質に晒され、反応することを抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−３１１９４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示された基板移送モジュールの基板移送チャンバは、不活性ガス雰囲気の中でキャリアから取り出した基板を処理室を移送するためのロボット（搬送アーム）をチャンバ内に備えている。そのため、チャンバサイズが大きく、チャンバ内の構成も複雑になりがちである。
また、特許文献１に開示された基板移送モジュールは、チャンバ内に充満させる不活性ガスが、基板への有害物質の付着を防止する目的で使用される。そのため、循環時にそれをクリーンなものにする機構を備えており、モジュール全体の構成としても大がかりなものとなる。このような構成の基板移送モジュールでは、処理室の位置に合わせて搬送機構を変えるなどの汎用性を持たせることができない。
【０００６】
本発明は、処理室の位置等に拘束されない汎用性の高い、簡易な構造の基板搬送装置を提供することを主たる課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明は、基板搬送装置及びこの基板搬送装置に用いられる基板搬送ボックスを提供する。
本発明の基板搬送ボックスは、表裏面部を有する基板を搬送するための移動可能な基板搬送ボックスであって、その内部に収容空間が形成された箱状の筐体を有し、前記収容空間には、それぞれ前記基板を非接触で支持する支持板が所定の間隔で複数段重ねて配置されている。各支持板には、前記基板の位置決め機構と、前記基板をベルヌーイ吸着させるために当該基板の裏面部に向けて不活性ガスを噴射する不活性ガス噴出機構とが形成されている。前記不活性ガスは、前記支持板と前記基板の裏面部との間隙を通って当該基板の周縁部から表面部及び他の支持板に支持された基板の表面部に回り込み、前記収容空間に滞留して、当該収容空間を前記筐体の外部に対して陽圧とするように構成される。
【０００８】
本発明の基板搬送装置は、それぞれ表裏面部を有する複数の基板を収容する容器が配置される第１ポートと、前記第１ポートに配置された前記容器から前記複数の基板を取り出し、取り出した複数の基板を収容する第１基板搬送ボックスと、前記第１基板搬送ボックスを前記第１ポートから離れた第２ポートまで移送させる移送機構と、前記第２ポートまで移送された前記第１基板搬送ボックスから取り出された複数の基板を収容する第２基板搬送ボックスと、前記第２基板搬送ボックスに収容された複数の基板を取り出し、取り出した複数の基板を、当該基板に対して所定の処理を行う処理室まで案内する案内機構とを備えている。
前記第１基板搬送ボックス及び前記第２基板搬送ボックスは、その内部に収容空間が形成された箱状の筐体を有する。前記収容空間には、前記基板を非接触で支持する支持板が所定の間隔で複数段重ねて配置されている。各支持板には、前記基板の位置決め機構と、前記基板をベルヌーイ吸着させるために当該基板の裏面部に向けて不活性ガスを噴射する不活性ガス噴出機構とが形成されている。前記不活性ガスは、前記支持板と前記基板の裏面部との間隙を通って当該基板の周縁部から表面部及び他の支持板に支持された基板の表面部に回り込み、前記収容空間に滞留して、当該収容空間を前記筐体の外部に対して陽圧とするように構成される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、基板を搬送する基板搬送ボックスの収容空間が不活性ガスで充満され、かつ、収容空間が筐体の外部に対して陽圧に維持されているため、基板を基板搬送ボックス間、あるいは基板搬送ボックスと処理室との間で移しかえる際に、大気に晒される時間が短くなり、自然酸化膜の形成等の汚染を抑制することができる。
また、不活性ガスは、基板をベルヌーイ吸着する際に用いたものをそのまま流用できるため、収容空間を陽圧にするための機構を殊更複雑なものにする必要がない。
このような基板搬送ボックスを介して基板を処理室まで搬送することができるので、処理室に位置に合わせた、汎用性の高い基板搬送装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施形態の基板搬送装置の構成の概要を示す上面図。
【図２】基板搬送ボックスの側面方向の構造を示す説明図。
【図３】基板搬送ボックスがキャリアから基板を取り出す際の説明図。
【図４】基板搬送ボックス及び移送機構の構成の説明図。
【図５】基板待機ボックスの側面方向の構造を示す説明図。
【図６】基板をキャリアから基板待機室に搬入する場合の手順説明図。
【図７】基板搬送装置の状態を表す図。
【図８】基板搬送装置の状態を表す図。
【図９】基板を基板待機室からキャリアに搬出する場合の手順説明図。
【図１０】搬出時の基板搬送装置の状態を表す図。
【図１１】搬出時の基板搬送装置の状態を表す図。
【図１２】搬出時の基板搬送装置の状態を表す図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を適用した基板搬送装置の実施の形態例を説明する。基板搬送装置は、半導体ウエハやガラス基板のような、表裏面部を有する基板を搬送対象とし、基板を収容するキャリアから基板を取り出して処理を行うための処理室に搬入する。処理が終了すると、基板搬送装置は、処理室から処理後の基板を搬出してキャリアに収容する。
【００１２】
［基板搬送装置の構成］
図１は、本実施形態の基板搬送装置１の構成の上面図である。この基板搬送装置１は、それぞれ基板を収容可能な２種類の基板搬送ボックスを組み合わせて構成される。一方の種類の基板搬送ボックスは、搬入ポート５０と搬出ポート５１との間の移送機構４０上に備えられ、ガイド４１に沿って移動する基板搬送ボックス１０として用いる。
もう一種類の基板搬送ボックスは、基板搬送ボックス１０の移送機構４０と処理室２との間の基板待機室２０に収容される半固定式の基板待機ボックス２１，２４として用いる。基板待機ボックス２１は、基板搬送ボックス１０から取り出した基板を処理室２に渡す際に一時的に待機させる。基板待機ボックス２４は、処理室２から取り出された基板を一時的に待機させる。基板待機室２０は、処理室２への基板の搬入、搬出時の前室であり、外気が進入しない構造、例えば処理室２に密着して設けられる。
【００１３】
キャリア３０は、外気の進入を防止する密閉度の高い容器であり、その一面が開口される。この開口面は、搬入ポート５０にセットされたときに基板搬送ボックス１０を指向する面部に形成され、図示しない制御装置に制御された開閉機構３２により開閉される。開閉機構３２は、基板が基板搬送ボックス１０に取り出されるときに開口面を開放させる。キャリア３０の収容空間には、基板の外周部を把持するための溝又は突起が鉛直方向に所定の間隔で複数段形成されたスタッカ３１が備えられている。本例では、スタッカ３１に２５枚の基板が同時に収容されているものとする。
【００１４】
基板搬送ボックス１０は、一面が開口された箱状の筐体を有する。筐体の内部には、基板の収容空間が形成されている。この筐体の開口面にはゲートバルブ等の開閉機構１２が設けられている。この開閉機構１２は、キャリア３０が搬入ポート５０にセットされたときに、キャリア３０の開閉機構３２と対向するように配置される。基板搬送ボックス１０は、また、筐体を所定角度、例えば１８０度旋回させる旋回機構も備えている。
【００１５】
基板搬送ボックス１０の収容空間には、台座１３の上面に、基板を非接触で支持するためのフォーク板１１が、鉛直方向に所定の間隔で複数段重ねて配置されている。本実施形態では、キャリア３０のスタッカ３１の溝又は突起の形成間隔に合わせて２５段配置の例を示すが、段数は任意であってもよい。
【００１６】
各フォーク板１１は、それぞれ基板をベルヌーイ吸着により非接触で支持する支持板の一例となるものであり、基板の位置決め機構と、当該基板の裏面部に向けて不活性ガスを噴射する不活性ガス噴出機構とが形成されている。これにより、基板搬送ボックス１０の収容空間に不活性ガスが充填され、基板が不用意に化学反応を起こすことを防止している。位置決め機構及び不活性噴出機構については、後述する。
各フォーク板１１は、制御装置により駆動制御されることにより、台座１３上をスライドする基台と共に、キャリア３０のスタッカ３１に収容されている基板の裏面部に向けて一斉に進入する。そして、収容空間３１に収容されている基板をベルヌーイ吸着により支持しながら取り出し、基台と共にそのまま収容空間に戻る。２５段のフォーク板１１により最大で２５枚の基板をキャリア３０から１度に取り出すことができるので、効率のよい取り出し及び収容が可能となり、搬送過程で基板が大気に触れる時間を短くすることができる。
基板の取り出し及び収容の動作の詳細については後述する。
【００１７】
基板待機室２０に設けられる２つの基板待機ボックス２１、２４について説明する。基板待機ボックス２１，２４は、それぞれ二面が開口された箱状の筐体を有している点が、基板搬送ボックス１０と異なっている。開口される二面には、それぞれゲートバルブ等の開閉機構２２、２３、２５、２６が設けられている。開閉機構２２は、基板待機室２０の供給口の開閉を行い、基板搬送ボックス１０から基板が供給されるときに開放される。開閉機構２３は、処理室２への基板の搬送を開始するときに開放される。開閉機構２５は、基板待機室２０の搬出口の開閉を行い、基板搬送ボックス１０へ基板を搬出するときに開放される。開閉機構２６は、処理室２から基板を搬出するときに開放される。
【００１８】
基板待機ボックス２１、２４もまた、基板を非接触で支持する支持板を備えている。本実施形態では、この支持板を待機ステージ２１ａ、２４ａと呼ぶ。待機ステージ２１ａは、処理室２へ搬入される前の基板をベルヌーイ吸着により非接触で支持する。待機ステージ２４ａは、基板搬送ボックス１０へ搬出される前の基板をベルヌーイ吸着により非接触で支持する。待機ステージ２１ａ、２４ａは、基板搬送ボックス１０のフォーク板１１と同じ段数で配置される。つまり、フォーク板１１と同じ間隔で２５段重ねて配置される。
待機ステージ２１ａ、２４ａもまた、フォーク板１１と同様、基板の位置決め機構と、当該基板の裏面部に向けて不活性ガスを噴射する不活性ガス噴出機構とが形成されている。これにより、基板待機ボックス２１，２４の収容空間に不活性ガスが充填され、基板が不用意に化学反応を起こすことを防止している。
【００１９】
基板待機ボックス２１、２４の処理室２側には、ダブルアームロボットである搬送アーム２７が設けられている。この搬送アーム２７は、基板待機ボックス２１の待機ステージ２１ａから基板を取り出して処理室２に搬送するとともに、処理室２で処理が終了した基板を基板待機ボックス２４に収容する案内機構の例である。
搬送アーム２７は、ガイド２７１上に設けられ、基板の処理室２への搬入時には基板待機ボックス２１側に移動し、基板の処理室２からの搬出時には基板待機ボックス２４側に移動する。ガイド２７１は、基板待機室２０から処理室２に延びる二本のレール２７２上に設けられる。搬送アーム２７は、ガイド２７１と共にレール２７２上を移動して、基板の基板待機ボックス２１から処理室２への移送及び基板の処理室２から基板待機ボックス２４への移送を行う。搬送アーム２７は、ダブルアームの各々にフォーク板２７３を備える。フォーク板２７３は、基板をベルヌーイ吸着により非接触で支持する支持板であり、基板搬送ボックス１０のフォーク板１１と同じ構造を有する。また、フォーク板１１と同じ間隔で２５段重ねて配置され、一度にすべての基板を基板待機ボックス２１から取り出すことができるようになっている。
【００２０】
［基板搬送ボックスの詳細］
図２は、基板搬送ボックス１０の側面方向の構造を示す説明図である。
基板搬送ボックス１０は、動作時に水平面と平行となる台座１３と、この台座１３上で、開閉機構１２に対向する端部と開閉機構１２との間を往復動作する上述した基台１４１とを備えている。基台１４１には、柱状の支持部材１４が固定的に設けられている。支持部材１４からは、複数のフォーク板１１が、開閉機構１２側に延びるように設けられる。各フォーク板１１は平板状であり、それぞれが台座１３の座面に平行になるように設けられる。各フォーク板１１は、基板Ｗの支持位置を決めるための位置決め機構の一例となるエッジクランプ１１１を備えている。支持部材１４及び各フォーク板１１には、内部にガス供給路１５が設けられる。ガス供給路１５からは不活性ガスが供給される。本例では、不活性ガスの一例として窒素ガスを用いる。
【００２１】
各フォーク板１１の基板の支持位置には、不活性ガス噴出機構が設けられている。不活性ガス噴出機構は、基台１４１の移動に追随するガス供給路１５により供給される窒素ガスをフォーク板１１の面に対して所定角度、例えば４５度の角度に噴射する噴出ノズルにより構成される。
フォーク板１１の基板Ｗの裏面部を指向する面部は、導電性樹脂で形成されており、窒素ガスの噴出供給により生じる静電気の拡散や帯電防止が図られている。
【００２２】
基板Ｗは、窒素ガスの噴出により一枚ずつ各フォーク板１１にベルヌーイ吸着により非接触の状態で支持される。図２中の矢印は、窒素ガスの流路を表す。フォーク板１１の噴出ノズルから噴出された窒素ガスは、フォーク板１１と基板Ｗの裏面部との間隙を通って、基板Ｗの周縁部から基板Ｗの表面部及び他のフォーク板１１に支持された基板Ｗの表面部に回り込む。この回り込んだ窒素ガスが、基板搬送ボックス１０内の収容空間に滞留して、収容空間内に充満する。これにより、窒素ガスによる基板搬送ボックス１０の収容空間内の気圧は、基板搬送ボックス１０の筐体の外部の気圧に対して陽圧になる。陽圧にすることで、開閉機構１２が開放されたときに、外気が基板搬送ボックス１０の収容空間内に流入することを防止する。
基板搬送ボックス１０は、収容空間内の内圧を調整するベント１６を備える。ベント１６を開くことで、基板搬送ボックス１０内が高圧になりすぎた場合などに、基板搬送ボックス１０内の気圧を調整することが可能である。そのために、基板搬送ボックス１０は、内圧を測定する気圧計を備えていてもよい。
【００２３】
図３は、基板搬送ボックス１０がキャリア３０から基板Ｗを取り出す際の説明図である。基板Ｗは、キャリア３０の収容空間３１内に設けられるティース３３により、収容空間３１内で水平に支持される。
【００２４】
基板Ｗの取り出し時には、キャリア３０の収容空間の開口面と基板搬送ボックス１０の開閉機構１２とが密着して配置される。開閉機構３２、１２の双方が開放されることで基板Ｗの取り出しが可能になる。開閉機構３２、１２の双方が開放された場合でも、キャリア３０と基板搬送ボックス１０とが密着するために、外気が基板搬送ボックス１０内に流入しない。この状態で、基板搬送ボックス１０の基台１４１、支持部材１４、及びフォーク板１１は、一体となって収容空間３１内に進入する。複数のフォーク板１１は、収容空間３１内で水平に支持される基板Ｗの間に進入するように配置される。各フォーク板１１からは窒素ガスが噴出したままなので、進入したフォーク板１１は、収容空間３１内で支持される基板Ｗをベルヌーイ吸着する。
【００２５】
ベルヌーイ吸着した後に、基板搬送ボックス１０の基台１４１、支持部材１４、及びフォーク板１１は、キャリア３０の収容空間３１から、基板搬送ボックス１０の筐体のもとの位置まで、台座１３上をスライドして戻る。このようにして基板搬送ボックス１０は、収容空間３１内に収容された複数の基板Ｗを一度にすべて取り出すことができる。この動作は、基板待機ボックス２４から基板Ｗを取り出すときも同様である。台座１３上の基台１４１及びその変位機構は、支持部材１４に設けられたフォーク板１１をキャリア３０の収容空間３１内に進入させ、基板Ｗの吸着後にフォーク板１１を基板搬送ボックス１０の収容空間に収容する支持板変位機構となる。
【００２６】
基板Ｗのキャリア３０への搬出時にも、基板搬送ボックス１０は、同様に、基台１４１、支持部材１４、及びフォーク板１１を収容空間３１に進入させる。キャリア３０への搬出時には、基板Ｗの縁部を収容空間３１内のティース３３に支持させた後に、例えば窒素ガスの噴出量を減らすなどしてベルヌーイ吸着による吸着力を小さくすることで、収容空間３１内に基板Ｗを搬出する。この動作は、基板待機ボックス２１に基板を搬入するときも同様である。
【００２７】
図４は、基板搬送ボックス１０及び移送機構４０の構成の説明図である。
基板搬送ボックス１０は、移送機構４０のガイド４１に立てられる円柱形の支軸４２上に設けられる。支軸４２は、ガイド４１に沿って移動可能である。支軸４２は、軸を中心に回転可能である。支軸４２の回転に伴って、基板搬送ボックス１０が旋回する。支軸４２の内部には、例えば中心軸に沿ってガス供給路４３が設けられる。ガス供給路４３には、外部の窒素ガス供給装置から窒素ガスが供給される。窒素ガスは、ガス供給路４３を経由して基板搬送ボックス１０に供給される。中心軸に沿ってガス供給路４３が設けられるために、支軸４２の回転時にも窒素ガスを基板搬送ボックス１０に供給可能である。
【００２８】
基板搬送ボックス１０は、支軸４２のガス供給路４３を介して供給される窒素ガスを支持部材１４内のガス供給路１５に供給するための、チューブ等の可撓性管１７を備える。上述の通り、基板搬送ボックス１０の台座１３上の基台１４１、支持部材１４、及びフォーク板１１は、基板Ｗの取り出しの際に一体に移動する。移動時にも窒素ガスを供給する必要があるために、可撓性管１７を用いて、支持部材１４の移動に対応する。
【００２９】
［基板待機ボックスの詳細］
図５は、基板待機ボックス２１の構成の説明図である。基板待機ボックス２１及び基板待機ボックス２４は同じ構成であるため、ここでは基板待機ボックス２１の説明のみを行い、基板待機ボックス２１の構成の説明については省略する。
【００３０】
基板待機ボックス２１は、複数の待機ステージ２１ａを支持するための柱状の支持部材２１ｃを備える。支持部材２１ｃは、基板Ｗの搬送に支障がない位置に設けられる。待機ステージ２１ａは、平板状であり、それぞれが基板待機ボックス２１の底面に平行になるように設けられる。各待機ステージ２１ａは、基板Ｗの支持位置を決めるための位置決め機構となるエッジクランプ２１ｂを備える。支持部材２１ｃ及び各待機ステージ２１ａには、内部にガス供給路２１ｄが設けられる。ガス供給路２１ｄからは不活性ガスとして本実施形態では窒素ガスが供給される。
【００３１】
各待機ステージ２１ａには、基板の支持位置に不活性ガス噴出機構が設けられる。不活性ガス噴出機構は、ガス供給路２１ｄと、このガス供給路２１ｄにより供給される窒素ガスを待機ステージ２１ａの面に対して所定角度、例えば４５度の角度に噴射する不活性ガス噴出機構である噴出ノズルで構成される。待機ステージ２１ａの基板Ｗの裏面を指向する面部は、導電性樹脂で形成されており、窒素ガスの噴出供給により生じる静電気の拡散や帯電防止が図られている。
【００３２】
基板Ｗは、窒素ガスの噴出により待機ステージ２１ａに一枚ずつベルヌーイ吸着により非接触で支持される。図５中の矢印は、窒素ガスの流路を表す。待機ステージ２１ａの噴出ノズルから噴出された窒素ガスは、待機ステージ２１ａと基板Ｗの裏面との間隙を通って、基板Ｗの周縁部から基板Ｗの表面部及び他の待機ステージ２１ａに支持された基板Ｗの表面部に回り込む。この回り込んだ窒素ガスが、基板待機ボックス２１内の収容空間に滞留して、収容空間内に充満する。これにより、基板待機ボックス２１の収容空間内の気圧は、基板待機ボックス２１の筐体の外部の気圧に対して陽圧になる。陽圧にすることで、開閉機構２２、２３が開放されたときに、外気が基板待機ボックス２１の収容空間内に流入することを防止する。
基板待機ボックス２１もまた、収容空間内の内圧を調整するベント２８を備える。ベント２８を開くことで、基板待機ボックス２１内が高圧になりすぎた場合などに、基板待機ボックス２１内の気圧を調整することが可能である。そのために、基板待機ボックス２１は、内部の気圧を測定する気圧計を備えていてもよい。
【００３３】
＜基板搬送装置の動作＞
次に、上記のように構成される基板搬送装置１の動作を説明する。基板搬送装置１は、制御用プログラムを読み込んで実行するコンピュータを搭載した制御装置（図示省略）により、以下のように動作する。図６は、基板をキャリア３０から基板待機室２０に搬入する場合に制御装置が行う制御の手順説明図である。図７、図８は、搬入時の基板搬送装置１の状態を表す図である。
【００３４】
［基板搬入時の動作］
基板の搬入は、キャリア３０が搬入ポート５０に配置され、制御装置から基板処理の開始が指示されることで開始される（Ｓ１０）。キャリア３０は例えばオペレータの手により開閉機構３２が開放されて、搬入ポート５０に配置される。
基板搬送ボックス１０が、キャリア３０に対向する位置まで、ガイド４１に沿って移動すると（Ｓ１１）、基板搬送ボックス１０とキャリア３０とが、開閉機構１２を介して密着する。その後、基板搬送ボックス１０の開閉機構１２を開放させる（Ｓ１２）。開閉機構１２が開放されることで、キャリア３０の開閉機構３２が設けられた開口面と、この開口面を指向する基板搬送ボックス１０の開閉機構１２が設けられた開口面とが密着する。また、各開口面を介して、キャリア３０の収容空間３１と基板搬送ボックス１０内部とが連通する。密着したままキャリア３０の収容空間３１と基板搬送ボックス１０内部とが連通するため、収容空間３１及び基板搬送ボックス１０内部に外気が侵入することはない。もし、外気に触れることがあっても、基板搬送ボックス１０内が外気に対して陽圧になっているために、外気が侵入することはない。
【００３５】
キャリア３０の収容空間３１と基板搬送ボックス１０内部とが連通した状態で、図３に示すように、基板搬送ボックス１０の台座１３に沿って、基台１４１、支持部材１４、及び複数のフォーク板１１が一体となって収容空間３１内に進入し、基板を収容空間３１から取り出す（Ｓ１３）。基台１４１、支持部材１４、及び複数のフォーク板１１がキャリア３０の収容空間３１から基板搬送ボックス１０のもとの位置に戻り、基板の取り出しが終了すると、基板搬送ボックス１０の開閉機構１２が閉鎖される（Ｓ１４）。以上により、基板がキャリア３０から基板搬送ボックス１０に取り出される。
【００３６】
基板搬送ボックス１０は、基板を取り出した後に、ガイド４１に沿って、基板待機室２０側に移動する。基板搬送ボックス１０は、図７に示すように、キャリア３０及び基板待機室２０のいずれにも干渉しない位置で、１８０度旋回する（Ｓ１５）。旋回により、基板搬送ボックス１０の開閉機構１２が基板待機室２０側に向く。旋回後も基板搬送ボックス１０はガイド４１に沿って移動する。基板搬送ボックス１０は、図８に示すように、基板待機室２０の基板待機ボックス２１の開閉機構２２と、基板搬送ボックス１０の開閉機構１２とが密着する位置で停止する。この密着する位置を「供給ポート」という。
【００３７】
供給ポートにおいて、基板搬送ボックス１０の開閉機構１２及び基板待機ボックス２１の開閉機構２２は、密着した状態で開放される（Ｓ１６）。開閉機構１２、２２がともに開放されることで、基板搬送ボックス１０の開閉機構１２が設けられた開口面と、この開口面を指向する基板待機ボックス２１の開閉機構２２が設けられた開口面とが密着する。各開口面を介して、基板搬送ボックス１０内部と基板待機ボックス２１内部とが連通する。密着したまま基板搬送ボックス１０内部と基板待機ボックス２１内部とが連通するために、基板搬送ボックス１０内部及び基板待機ボックス２１内部に外気が侵入することはない。もし、外気に触れることがあっても、基板搬送ボックス１０内及び基板待機ボックス２１内の気圧が外気圧よりも高く設定されているために、外気が侵入することはない。
【００３８】
基板搬送ボックス１０内部と基板待機ボックス２１内部とが連通した状態で、基板搬送ボックス１０の台座１３に沿って、基台１４１、支持部材１４、及び複数のフォーク板１１が一体となって基板待機ボックス２１内に進入し、基板を待機ステージ２１ａ上に搬出する（Ｓ１７）。基台１４１、支持部材１４、及び複数のフォーク板１１が基板待機ボックス２１から基板搬送ボックス１０のもとの位置に戻り、基板の基板待機室２０への搬送が終了すると、基板搬送ボックス１０の開閉機構１２及び基板待機室２０の開閉機構２２が閉鎖される（Ｓ１８）。これにより、基板が基板搬送ボックス１０から基板待機室２０へ搬送される。
【００３９】
以上のようにして基板待機室２０の基板待機ボックス２１に搬入された基板は、開閉機構２３が開放された後に搬送アーム２７により複数枚、例えば５枚ずつ取り出されて、処理室２へ搬送される。すべての基板が基板待機ボックス２１から処理室２へ搬送されると、開閉機構２３が閉鎖される。
【００４０】
処理室２で処理された基板は、搬送アーム２７により開閉機構２６が開放された基板待機ボックス２４の待機ステージ２４ａに支持される。すべての基板の処理が終了すると、基板は、基板待機ボックス２４の待機ステージ２４ａにすべて支持され、開閉機構２６が閉鎖される。この状態から基板搬送装置１は、基板をキャリア３０へ搬出する。
【００４１】
［基板搬出時の動作］
図９は、基板を基板待機室２０からキャリア３０に搬出する場合に制御装置が行う制御の手順説明図である。図１０〜図１２は、搬出時の基板搬送装置１の状態を表す図である。なお、オペレータは、搬出開始前に、キャリア３０を搬出ポート５１に配置する。キャリア３０は例えばオペレータの手により開閉機構３２が開放されて、搬出ポート５１にセットされる。
【００４２】
図８の位置で停止していた基板搬送ボックス１０は、基板が基板待機ボックス２４の待機ステージ２１ａにすべて支持されると、基板待機ボックス２４に対向する位置にガイド４１に沿って移動する（Ｓ２０）。基板搬送ボックス１０は、図１０に示すように、基板待機室２０の基板待機ボックス２４の開閉機構２５と、基板搬送ボックス１０の開閉機構１２とが密着する位置で停止する。
【００４３】
基板搬送ボックス１０の開閉機構１２及び基板待機ボックス２４の開閉機構２５は、密着した状態で開放される（Ｓ２１）。開閉機構１２、２５がともに開放されることで、基板搬送ボックス１０の開閉機構１２が設けられた開口面と、この開口面を指向する基板待機ボックス２４の開閉機構２５が設けられた開口面とが密着する。各開口面を介して、基板搬送ボックス１０内部と基板待機ボックス２４内部とが連通する。密着したまま基板搬送ボックス１０内部と基板待機ボックス２４内部とが連通するために、基板搬送ボックス１０内部及び基板待機ボックス２４内部に外気が侵入することはない。もし、外気に触れることがあっても、基板搬送ボックス１０内及び基板待機ボックス２４内の気圧が外気圧よりも高く設定されているために、外気が侵入することはない。
【００４４】
基板搬送ボックス１０内部と基板待機ボックス２４内部とが連通した状態で、基板搬送ボックス１０の台座１３に沿って、基台１４１、支持部材１４、及び複数のフォーク板１１が一体となって基板待機ボックス２４内に進入し、基板を待機ステージ２４ａ上から取り出す（Ｓ２２）。基台１４１、支持部材１４、及び複数のフォーク板１１が基板待機ボックス２４から基板搬送ボックス１０のもとの位置に戻り、基板の取り出しが終了すると、基板搬送ボックス１０の開閉機構１２及び基板待機ボックス２４の開閉機構２５が閉鎖される（Ｓ２３）。これにより、基板が基板待機室２０から基板搬送ボックス１０に取り出される。
【００４５】
基板搬送ボックス１０は、基板を取り出した後に、ガイド４１に沿って、搬出ポート５１に配置されたキャリア３０側に移動する。基板搬送ボックス１０は、図１１に示すように、基板待機室２０及びキャリア３０のいずれにも干渉しない位置で、１８０度旋回する（Ｓ２４）。旋回により、基板搬送ボックス１０の開閉機構１２がキャリア３０側に向く。旋回後も基板搬送ボックス１０はガイド４１に沿って移動する。基板搬送ボックス１０は、図１２に示すように、キャリア３０の開閉機構３２と、基板搬送ボックス１０の開閉機構１２とが密着する位置で停止する。
【００４６】
移動後に、基板搬送ボックス１０の開閉機構１２が開放される（Ｓ２５）。開閉機構１２が開放されることで、基板搬送ボックス１０内部とキャリア３０の収容空間３１とが連通する。開閉機構１２が開放されることで、キャリア３０の開閉機構３２が設けられた開口面と、この開口面を指向する基板搬送ボックス１０の開閉機構１２が設けられた開口面とが密着する。各開口面を介して、キャリア３０の収容空間３１と基板搬送ボックス１０内部とが連通する。密着したまま基板搬送ボックス１０内部とキャリア３０の収容空間３１とが連通するために、基板搬送ボックス１０内部及び収容空間３１に外気が侵入することはない。もし、外気に触れることがあっても、基板搬送ボックス１０内の気圧が外気圧よりも高く設定されているために、外気が侵入することはない。
【００４７】
基板搬送ボックス１０内部とキャリア３０の収容空間３１とが連通した状態で、基板搬送ボックス１０の台座１３に沿って、基台１４１、支持部材１４、及び複数のフォーク板１１が一体となって収容空間３１内に進入し、基板を収容空間３１へ搬出する（Ｓ２６）。基台１４１、支持部材１４、及び複数のフォーク板１１がキャリア３０の収容空間３１から基板搬送ボックス１０のもとの位置に戻り、基板の搬出が終了すると、基板搬送ボックス１０の開閉機構１２が閉鎖される（Ｓ２７）。これにより、基板が基板搬送ボックス１０からキャリア３０に搬出される。
【００４８】
以上のようにして、基板の搬入から処理、搬出までが行われる。キャリア３０と基板搬送ボックス１０との間の基板の搬送、基板搬送ボックス１０と基板待機室２０との間の基板の搬送は、それぞれ密着して行うため、外気による基板への影響を低減することができる。また、基板搬送ボックス１０及び基板待機ボックス２１、２４の各々の内圧を外気圧よりも高く（つまり陽圧に）することで、外気が搬送時に基板に触れることを防止している。外気の影響を低減することで、基板の自然酸化等の汚染を抑制することができる。
【００４９】
また、基板待機室２０を設けることで、搬入後で処理前の基板を、不活性ガス雰囲気中に待機させることができるし、処理後で搬出前の基板も、不活性ガス雰囲気中で待機させることができる。そのため、待機時の基板の汚染を抑制できる。また、不活性ガスは、基板待機ボックス２１、２４を充填する量ですむために、従来のように大量に使用する必要がない。不活性ガスの循環等も行わないために、循環のための装置も不要となり、基板搬送装置１全体が大型化することもない。
【００５０】
なお、上記の構成では、基板待機室２０が２つの基板待機ボックス２１、２４を備えた構成としているが、これは１つであってもよい。基板待機ボックス２１のみを備えた構成として、基板搬送ボックス１０が基板待機ボックス２１に対して基板を搬入、搬出する構成であっても上記の効果は得ることができる。また、搬入ポート５０と搬出ポート５１とを分けて設けず、一つのポートにキャリア３０を配置して、基板の搬入、搬出を行う構成としてもよい。この場合、基板搬送装置１の全体構成を小さくすることができる。
【００５１】
また、本実施形態では、基板の取り出し後に基板待機室２０側に移動する途中で１８０度旋回する場合の例を説明したが、基板待機室２０が搬入ポート５０に並んで設けられる場合、移動時に旋回する必要はない。
【００５２】
さらに、本実施形態では、基板表面に酸化膜が形成されるのを防止するため、基板をベルヌーイ吸着するとともに、基板の収容空間（基板待機室２０等）に滞留させるガスとして不活性ガスを用いた場合の例を示したが、収容空間への外気への侵入（基板と外気との接触）を抑制するために収容空間を陽圧にするという点に主眼のある用途では、必ずしも不活性ガスである必要はない。例えば、希ガス、所定の圧力に調整された乾燥空気その他基板との間で化学反応を起こさない或いは起こしにくいガスを、ベルヌーイ吸着及び収容空間に滞留させるガス用いることができる。
【符号の説明】
【００５３】
１…基板搬送装置、２…処理室、１０…基板搬送ボックス、１１，２７３…フォーク板、１１１，２１ｂ…エッジクランプ、１２，２２，２３，２５，２６，３２…開閉機構、１３…台座、１４，２１ｃ…支持部材、１４１…基台、１５，２１ｄ，４３…ガス供給路、１６，２８…ベント、１７…可撓性管２０…基板待機室、２１，２４…基板待機ボックス、２１ａ，２４ａ…待機ステージ、２７…搬送アーム、２７１，４１…ガイド、２７２…レール、３０…キャリア、３１…収容空間、３３…ティース、４０…移送機構、４２…支軸、５０…搬入ポート、５１…搬出ポート。
【要約】
【課題】処理室の位置等に拘束されない汎用性の高い基板搬送装置を提供する。
【解決手段】基板搬送装置１は、搬入ポート５０に配置されたキャリア３０から取り出した基板を不活性ガスの噴出によりベルヌーイ吸着するフォーク板１１を備える基板搬送ボックス１０と、基板搬送ボックス１０から搬入される基板を不活性ガスの噴出によりベルヌーイ吸着する待機テーブル２１ａを備える基板待機室２０と、基板待機室２０の待機テーブル２１ａにベルヌーイ吸着された基板を、当該基板に対して所定の処理を行う処理室２に搬送する搬送アーム２７と、を備える。基板搬送ボックス１０内には、ベルヌーイ吸着に用いられる不活性ガスが充満し、基板待機室２０内には、ベルヌーイ吸着に用いられる不活性ガスが充満する。不活性ガスにより、基板搬送ボックス１０及び基板待機室２０の内圧は、外部の気圧に対して陽圧となる。
【選択図】図１【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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