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JP2008294248A - 基板搬送システム - Google Patents

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JP2008294248A
JP2008294248A JP2007138564A JP2007138564A JP2008294248A JP 2008294248 A JP2008294248 A JP 2008294248A JP 2007138564 A JP2007138564 A JP 2007138564A JP 2007138564 A JP2007138564 A JP 2007138564A JP 2008294248 A JP2008294248 A JP 2008294248A
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Teruo Asakawa
輝雄 浅川
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Abstract

【課題】シャッターと側壁との間の空隙を維持しつつ、処理装置側空間内の圧力を正圧に保ったまま、空隙から処理装置側空間内の雰囲気がクリーンルームに流出するのを防止する。
【解決手段】載置台21の載置部22に載置された基板収容容器41の蓋体43は、昇降部23の上昇によって持ち上げられる。昇降部23の上昇によって筒体部24が上昇して搬入出部4を覆うシャッター板28が上方へ移動し、開口部25と搬入出部4とが正対する。側壁2における搬入出部4の周辺に形成された溝51から周囲の雰囲気が吸引され、シャッター板28と側壁2との間の空隙から、処理装置空間Sの雰囲気がクリーンルームCR内に漏出することが防止される。
【選択図】図5

Description

本発明は、載置台に載置された基板収容容器と、当該基板を処理する処理装置側の空間との間で基板を搬送する際の基板搬送システムに関するものである。
例えば半導体デバイスの製造工場では、クリーンルーム内に、フォトリソ工程、エッチング工程の各処理工程を行なう各種の半導体製造装置が設置されている。そして処理対象となる半導体ウエハ(以下、「ウエハ」という)は、キャリアとも呼ばれる基板収容容器に複数枚収容され、搬送ロボットによって各種の半導体製造装置のローダ部前に設けられた載置台に載置され、装置側の搬送アームによって、基板収容容器から取り出されてローダ部から装置内に投入され、処理が終了したウエハは基板収容容器に戻される。
そして近年では、微細化やさらなる歩留まりの向上を図るため、製品欠陥に結びつく塵埃やパーティクルその他の不純物による汚染をさらに抑制するため、従来のいわゆるオープン型の基板収容容器に代えて、例えばSMIFポッドと呼ばれる密閉型の基板収容容器が採用されている。この種の密閉型の基板収容容器は、一般的に蓋体との接続によって密閉自在な容器内に、ウエハを直接収容する収容部を装備した構成を有している。そして基板収容容器が載置台に載置されると、載置台側のオープナーによって蓋体のロック状態が解除され、載置台に装備されているリフターによって蓋体のみが上昇し、それと共にリフターと気密に接続されている筒状のポートカバーが上昇して収容部を囲み、蓋体が上昇した後も、ウエハが収容されている収容部の置かれる雰囲気が清浄に維持されるように構成されていた(特許文献1、2)。
かかる場合、収容部と装置側空間との間のウエハの搬送は、装置側空間を形成する側壁に形成された開口した搬入出部と、ポートカバーに形成されている開口部とを通じて行なわれる。すなわちリフターと共に上昇したポートカバーの開口部が、側壁に形成された搬入出部と対面してウエハの搬送系路が形成され、この搬送系路を通じて、装置空間側の搬送アーム等によって収容部と装置側空間との間でウエハの搬送がなされる。
装置側空間は、クリーンルーム内よりも高い清浄度に維持する必要があるため、前記搬入出部には、スライド式のシャッターが設けられ、ウエハの搬入出時以外は閉鎖される。この場合、クリーンルームに開放している時間を最小限にするため、従来は搬入出部のシャッターと載置台側のリフターとを気密に連結し、リフターの上昇に伴ってシャッターが徐々に開放するように構成されている。したがって、装置空間側の搬入出部においてはシャッターが稼動するため、シャッターと側壁との間には空隙が生じている。しかしながらかかる空隙により、処理装置側空間とクリーンルーム内の雰囲気とは直接連通するため、そのままでは当該空隙を通じて、清浄度が低いクリーンルーム側の雰囲気が、処理装置側の空間に流入し、それに伴って流入するパーティクルやその他の不純物によって処理装置側空間内の雰囲気の清浄度が低下し、処理装置側空間内のウエハが汚染されてしまう。したがって、従来はかかる事態を防止するために、処理装置側空間内の圧力を、クリーンルーム内に対して正圧に維持し、これによってクリーンルーム側の雰囲気が処理装置側空間内に流入するのを防止していた。
特開2001−93958号公報 特開2002−246441号公報
しかしながら処理装置側空間内においては、処理したウエハの表面が酸化されたり、他の化学反応が進行するのを防止するため清浄空気以外に窒素ガスや、その他の不活性ガスが処理装置側空間内のパージガスとして使用されることがある。かかる場合、従来のままでは、シャッターと側壁との間の空隙から、これら窒素ガスやその他の不活性ガスが常時流出する状態となる。窒素ガスやその他の不活性ガスが常時流出すると、その分コストが嵩んでしまう。また窒素ガスがクリーンルーム内に流出し続けると、クリーンルーム内の雰囲気が高窒素濃度になってしまい、クリーンルーム内にいる作業員にいわゆる「窒素酔い」と呼ばれる、窒素の過剰摂取による中毒症状が出るなど、クリーンルーム内の作業員にとっては極めて危険である。
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、前記したようなシャッターと側壁との間の空隙を維持しつつ処理装置側空間内の圧力を正圧に保ったまま、当該空隙から処理装置側空間内の雰囲気がクリーンルームなどに流出するのを防止することを目的としている。
前記目的を達成するため、本発明は、載置台に載置された基板収容容器と、当該基板を処理する処理装置空間との間で基板を搬送する際の基板搬送システムであって、前記基板収容容器は、上方向に取り外し自在で側面板と上面板を有する蓋体を有し、この蓋体は、前記基板収容容器の底部と接続してロック自在であり、前記基板収容容器の底部は、載置台の載置部に固定自在である。そして前記載置台は、ロックが解除された蓋体と接続して蓋体のみを上下動させる昇降部を、前記載置部周辺に有している。他方、前記処理装置空間を形成する側壁には基板搬送用の開口した搬入出部を前記載置台側に有している。そして前記昇降部は、前記搬入出部を覆う形状のシャッター板と、昇降部の上昇時に基板収容容器の収容部を囲う筒体部を有し、前記筒体部は、昇降部が所定位置に上昇した際に前記搬入出部と対面する開口部を有し、前記シャッター板と前記側壁との間の空隙を維持したまま、当該空隙を通じて処理装置空間雰囲気の外部への漏出を防止する、雰囲気遮断部が前記側壁に設けられていることを特徴としている。
本発明では、前記シャッター板が側壁の搬入出部の開口を開閉するシャッターとなる。そして前記シャッター板と前記側壁との間の空隙を維持したまま、当該空隙を通じて処理装置空間雰囲気の外部への漏出を防止する、雰囲気遮断部が前記側壁に設けられているので、処理装置側の空間を正圧に保っていても、処理装置側の空間内の雰囲気が当該空隙を通じて外部に流出することはない。なお処理装置空間とは、基板に対して処理を行なう処理装置がおかれている、ほぼ閉鎖された空間をいい、処理装置の数を問わない。また処理装置単体であっても、クリーンルーム雰囲気とは隔離され、処理装置内の処理室に基板を投入するローダ部や処理室から基板を搬出するアンローダ部を備えている処理装置においては、これらローダ部、アンローダ部は本発明でいう処理装置空間である。
雰囲気遮断部としては、例えば側壁側の搬入出部の周囲に形成された溝と、当該溝内の雰囲気を吸引して外部に排気するための吸引部を有する構成を提案できる。また搬入出部周辺のシャッター板と側壁との間の空隙を気密に閉鎖自在なシール機構であってもよい。
雰囲気遮断部として、搬入出部の周囲に形成された溝と、当該溝内の雰囲気を吸引して外部に排気するための吸引部を有する構成を採用した場合、さらにシャッター板と側壁との間の空隙を気密に閉鎖自在なシール機構を設けてもよい。
前記したシール機構は、ガスの注入によって前記空隙を閉鎖するシール部材を有していてもよい。
前記載置部は、処理装置空間側へと移動可能であってもよい。
本発明によれば、載置台に載置された基板収容容器と、当該基板を処理する処理装置空間との間で基板を搬送する際、処理装置空間側の搬入出部のシャッターと側壁との間の空隙を維持して、処理装置側空間内の圧力を正圧に保ったまま、当該空隙から処理装置側空間内の雰囲気がクリーンルームなどに流出するのを防止することができる。
以下、本発明の好ましい実施の形態について説明する。図1は、本実施の形態にかかる基板搬送システムの構成の概略を示しており、この実施の形態においては、基板の処理装置空間Sにおいて設置されている基板処理装置1は、例えば半導体ウエハ(以下、「ウエハ」という)に対して、フォトリソグラフィー工程を行なう塗布現像処理装置である。もちろんこれに限らずエッチング工程、洗浄処理工程、成膜工程など各種の処理工程を実施する基板処理装置であってもよい。
処理装置空間Sは、クリーンルームCRよりも清浄度の高い雰囲気に設定されるので、処理装置空間S自体は、側壁2、天板3等によって囲まれたほぼ閉鎖空間であり、処理装置空間S内には、例えばFFU(図示せず)などによって、クリーンルームCR内の雰囲気よりも清浄度の高い清浄空気が供給されている。またクリーンルームCR内の雰囲気が、前記側壁2や天板3、底板4等の接合部分などから基板処理装置1内に侵入しないように、処理装置空間S内の圧力は、例えば20mmAq程度、クリーンルームCR内の圧力よりも高い、正圧に維持されている。
側壁2には、ウエハを基板処理装置1に対して搬入出するための、例えば方形に開口した搬入出部4が形成されている。基板処理装置1へのウエハの搬入出は、基板処理装置1と搬入出部4との間に設置されている搬送装置11が担っている。この搬送装置11は、前進、後退自在な搬送アーム12を備えており、さらにこの搬送アーム12は、上下動、並びに水平方向にも回転自在であり、基板処理装置1のウエハ出し入れ部1aに対して、ウエハを授受自在である。搬送アーム12には、公知のものを使用できる。
載置台21は、搬入出部4が形成された側壁2に面して設置されている。載置台21の上面には、平面形態が四角形の外形を有する載置部22が設けられ、その周囲には、昇降部23が配置されている。昇降部23は、四角形の枠形状を有しており、裏面側には、筒体部24が接続されて一体となっている。筒体部24は、載置台21の内部空間LS内に上下動自在に収納されている。筒体部24における側壁2側の所定位置には、開口部25が形成されている。昇降部23、及びそれと一体となった筒体部24は、昇降装置26によって上下動する。
載置台21の内部空間LSの下方には、排気部27が設けられ、グレーチング31の下方に設置されている排気ポンプ32の作動により、内部空間LS内の雰囲気、他へと排気される。排気部27が集中排気系統(図示せず)に接続され、バルブやダンパ(図示せず)の開閉によって、内部空間LSの排気を行うようにしてもよい。
図2にも示したように、昇降部23における側壁2側の端部、すなわち筒体部24の側壁2側の上端部には、側壁2との間に空隙dを維持して、側壁2と平行に対峙するシャッター板28が設けられている。このシャッター板28は、搬入出部4、およびその周辺部に形成されている後述の溝51を覆う十分な大きさ、形状を有している。
載置部22は、駆動機構33の作動により、側壁11側へと移動自在である。そしてこの載置部22は基板収容容器41を載置して、基板収容容器41の底部42を固定自在である。
基板収容容器41は、上方向に取り外し自在な蓋体43を有している。蓋体43は、底部42と気密に接続可能で、かつ適宜のロック機構(図示せず)によって蓋体43と底部42とはロック自在である。蓋体43は、上面板43aと4つの側面板43bとによって構成され、下面のみ開口した箱形状を有している。側面板43bの下端部にはフランジ部43cが設けられ、載置部22と基板収容容器41の底部42とが固定された際、あるいは固定された後に、このフランジ部43cと昇降部23の上面とは気密に接続可能である。そして載置部22と基板収容容器41の底部42とが固定され、また蓋体43と底部42とのロック状態が解除された状態になると、昇降部43の上昇によって、蓋体43はそのフランジ部43cから持ち上げられて、上方へと移動し、開口部25が側壁2の搬入出部4と正対したときに停止する。
基板収容容器41の底部42の上面には、ウエハWを複数枚整列して収納する収納部44が設けられている。
側壁2の搬入出部4の載置台21側周辺部には、図2、図3に示したように、四角形枠形状の溝51が形成されている。この溝51内には、各辺に相当する部分に、各々複数の吸引部52が設けられている。各吸引部52は、排気管53に通じている。そして排気管53は、図1に示したように、グレーチング31の下方に設置されている排気ポンプ54に通じている。したがって排気ポンプ54を作動させると、溝51及び溝周辺の雰囲気は吸引部21から吸引されて外部へと排気される。
本実施の形態にかかる基板搬送システムは以上の構成を有しており、次にこのシステムを使用したウエハWの基板処理装置1への搬送例について説明する。
まず搬送前の状態では図1に示したように、昇降部23上に設けられているシャッター板28が、側壁2の搬入出部4を覆っている。このとき、排気ポンプ54が作動しており、溝51周辺部の雰囲気を吸引して吸引部52から外部へと排気している。したがって、処理装置空間S内の圧力がクリーンルームCRに対して正圧であり、空隙dから処理装置空間S内の雰囲気がクリーンルームCR内に流出しようとしても、溝51から吸引されるので、クリーンルームCR内に漏出することはない。
そして搬送ロボット等によって基板収容容器41が、載置台21の載置部22上の所定位置に載置されると、蓋体41のフランジ部41cと昇降部23とが固定される。その後載置部22と基板収容容器41の底部42とが固定される。次いで蓋体41の底部42と蓋体41とのロック状態が解除される。このようなロック状態の解除は、基板収容容器41の構成に適合したオープナーを載置台21に設ける事で実現できる。
次いで昇降装置26が作動して、図4に示したように昇降部23が上昇し、フランジ部43cの部分を支持したまま蓋体43を持ち上げていく。それとともに昇降部23と一体になっている筒体部24も上昇し、蓋体43が上方向に取り外された後の収容部44の周囲を囲っていく。
そして筒体部24が所定の高さまで上昇して開口部25が、側壁2に形成された搬入出部4と正対した時点で昇降部23は停止する。次いで図5に示したように、駆動機構33が作動して、収容部44を支持している載置部22が搬入出部4側へと移動する。そして所定位置に停止した後、搬送装置11の搬送アーム12が搬入出部4、開口部25を通って収容部44側へと前進し、収容部44に収容されているウエハWを受け取り、その後処理装置空間Sへと後退して、処理装置1のウエハ出し入れ部1aに対してウエハWを搬送する。
そして図5の状態で、順次、収容部44の未処理ウエハの基板処理装置1への搬送、並びに基板処理装置1での処理が終了したウエハWの収容部44への搬送が行なわれ、最後の処理済ウエハWが収容部44へと搬送されると、駆動機構33が作動して、収容部44を支持している載置部22が元の位置へと戻り、その後昇降装置26が作動して、筒体部24及び昇降部23が下降していき、それによって搬入出部4は、シャッター板28によって覆われていく。
そして昇降部23が所定位置まで下降すると基板収容容器41の底部42と蓋体43とがロックされ、基板収容容器41内は密閉された状態になる。次いで底部42と載置部22との固定状態が解除され、次いで蓋体41のフランジ部41cと昇降部23との固定状態もされる。その後搬送ロボット(図示せず)などによって、密閉状態の基板収容容器41は、次処理が行なわれる処理装置の載置部(図示せず)へと運搬される。
以上のプロセス中おいては、常時、排気ポンプ54が作動して溝51周辺部の雰囲気を吸引して吸引部52から外部へと排気しているので、処理装置空間S内の雰囲気が空隙dからクリーンルームCR内に流出しようとしても、溝51から吸引されるので、クリーンルームCR内に流出することはない。したがって、処理装置空間S内や基板処理装置1内が、例えば窒素ガス雰囲気であっても、当該窒素ガスが、搬入出部4周辺の空隙dを介してクリーンルームCR内に漏出することはないものである。
なお本実施の形態においては、載置台21の内部空間LSの雰囲気は、排気部27を介して排気されているので、筒体部24と載置台21との間の空隙等から、処理装置空間S内や基板処理装置1内の雰囲気がクリーンルームCR内に漏出することはない。
前記したように本実施の形態で採用した雰囲気遮断部は、側壁2における搬入出部4の周辺部に形成された溝51と、吸引部52とによって構成されているので、シャッター板28と側壁2とは空隙dを維持したまま、かつ非接触の状態で、クリーンルームCRと処理装置空間Sとの間の雰囲気を遮断している。したがって、昇降部23、筒体部24の上昇、下降の際にパーティクルが発生することはない。なお空隙dを維持するために、側壁2とシャッター板28との間に適宜のガイドやローラ等を設けてもよい。
また前記実施の形態では、ウエハWの搬送の際には、収容部44が駆動機構33によって処理装置空間S側に移動するので、搬送装置11の搬送アーム12によるウエハWの授受、並びに収容部44と基板処理装置1との間のウエハWの搬送をより効率よく行なう事ができる。もちろん搬送装置11の搬送アーム12の方が、収容部44側へと伸長して、収容部44に対するウエハWの授受を十分に行なえるものであれば、駆動機構33による収容部44の処理装置空間S側への移動メカニズムは不要である。
前記実施の形態においては、昇降部23及び筒体部24が上昇、下降している間のみならず、停止している間も排気ポンプ54が常時作動して溝51周辺部の雰囲気を吸引することで、処理装置空間S側の雰囲気が、クリーンルームCRに漏出することを防止していたが、そのような溝51、吸引部52による雰囲気遮断部に対して、さらに図6、図7に示したようなシール機構を付加してもよい。
すなわち、溝51の外側に、ガスの注入、排気によって膨出、縮小する、例えば弾性体などによって構成されるシール部材61を、四角枠形状に設ける。そして側壁2に穿設されたガス注入孔62を介して、シール部材62内空間とガス供給・排気装置63とを適宜のチューブなどのガス経路64によって接続する。このような構成によれば、ガス供給・排気装置63から、ガスを供給する事で、図8に示したようにシール部材61はシャッター板28側へと膨出し、シール部材61がシャッター板28表面と密着し、シャッター板28と側壁2との間の空隙dは気密に閉鎖される。また逆に、ガス供給・排気装置63によってシール部材62内の雰囲気を吸引することで、シール部材61は縮小し、空隙dは開放される。
以上の構成を備えたシール部材61を採用することで、例えば昇降部23及び筒体部24が上昇、下降している間は、シール部材61を縮小状態としておき、昇降部23及び筒体部24が停止している状態では、図8に示したようにシール部材61を膨出させることで空隙dを気密に閉鎖することができる。したがって、昇降部23及び筒体部24が停止しているときには、溝51の吸引部52からの排気を停止しても、処理装置空間SとクリーンルームCRの雰囲気とを遮断することができる。
なお以上の例はいずれも、処理装置空間Sの雰囲気が、側壁2の搬入出部4から、シャッター板28と側壁2間の空隙dを介してクリーンルームCRへと流出するのを常時、すなわち昇降部23及び筒体部24の昇降中のみならず、停止時にあってもこれを防止するようにしていた。
しかしながら、昇降部23及び筒体部24が昇降している間の時間は、昇降部23及び筒体部24が停止してウエハWを搬送している時間と比べると極めて短いものである。
かかる点に鑑みれば、例えば前記した溝51と吸引部52による雰囲気遮断構成を採らずに、前記したシール部材61による構成の雰囲気遮断部のみを採用しても、実用上は問題がない場合もある。そしてそのような場合には、前記したシール部材61のみの構成で足りるから、側壁2の構成をより簡素化することができる。
前記した実施の形態においては、排気部27によって、載置台21の内部空間LSの雰囲気を排気するようにしていたが、かかる構成は本発明にとって必須のものではない。またそのような排気部に27に代えて、基板処理装置1において採用されている空気清浄装置による清浄空気を、当該載置台21の内部空間LSに供給するようにしてもよい。またかかる場合、処理装置空間Sからの雰囲気の漏出が、前記した溝51、吸引部52によって防止される条件下では、基板収容容器41の蓋体43と昇降部23との接続が、必ずしも気密である必要はない。条件によっては、例えば載置台21の内部空間LSの雰囲気が清浄空気でかつ正圧が維持されている場合、積極的に蓋体43のフランジ部43cと例えば昇降部23との間に、適宜積極的に空隙を確保することで、当該清浄空気による空気流を形成して、基板収容容器41内の雰囲気を常に清浄に維持することができる。そのため、例えば昇降部23の上面や、載置部22の上面に、適宜のピンを設けて、そのような空隙を確保するようにしてもよい。なおかかる場合、ピンの設置箇所は、四隅近傍や、ロック機構の近傍が好ましい。
本発明は、もちろん前記した実施の形態に限られるものではない。例えば対象とする基板もウエハのみならず、FPD用ガラス基板、その他の種々のマスク部材であってもよい。また処理装置空間に設置される基板処理装置は、基板に対して所定の処理を行なう全ての処理装置が対象となる。また処理装置空間自体は、単独の処理装置内に設定されているものであってもよい。
本発明は、クリーンルーム内に設置される基板の処理装置及び当該処理装置が置かれている空間と、基板を収容している密閉型の基板収容容器との間で基板を搬送する際に有用である。
本発明の実施の形態にかかる基板搬送システムの側面からみた断面の説明図である。 図1の基板搬送システムの搬入出部付近の側面断面図である。 図1の基板搬送システムの搬入出部の斜視図である。 図1の基板搬送システムにおいて、蓋体が所定位置まで上昇したときの状態を示す側面からみた断面の説明図である。 図3の基板搬送システムにおいて、載置部が処理装置側に移動したときの状態を示す側面からみた断面の説明図である。 シール部材を付加した搬入出部付近の側面断面図である。 図6の基板搬送システムの搬入出部の斜視図である。 シール部材が膨出したときの搬入出部付近の側面断面図である。
符号の説明
1 基板処理装置
2 側壁
4 搬入出部
21 載置台
22 載置部
23 昇降部
24 筒体部
25 開口部
26 昇降装置
28 シャッター板
33 駆動機構
41 基板収容容器
42 底部
43 蓋体
44 収容部
51 溝
52 吸引部
W ウエハ

Claims (6)

  1. 載置台に載置された基板収容容器と、当該基板を処理する処理装置空間との間で基板を搬送する際の基板搬送システムであって、
    前記基板収容容器は、上方向に取り外し自在で側面板と上面板を有する蓋体を有し、
    前記蓋体は、前記基板収容容器の底部と接続してロック自在であり、
    前記基板収容容器の底部は、載置台の載置部に固定自在であり、
    前記載置台は、ロックが解除された蓋体と接続して蓋体のみを上下動させる昇降部を、前記載置部周辺に有し、
    前記処理装置空間を形成する側壁は基板搬送用の開口した搬入出部を前記載置台側に有し、
    前記昇降部は、前記搬入出部を覆う形状のシャッター板と、昇降部の上昇時に基板収容容器の収容部を囲う筒体部を有し、
    前記筒体部は、昇降部が所定位置に上昇した際に前記搬入出部と対面する開口部を有し、
    前記シャッター板と前記側壁との間の空隙を維持したまま、当該空隙を通じて処理装置空間雰囲気の外部への漏出を防止する、雰囲気遮断部が前記側壁に設けられていることを特徴とする、基板搬送システム。
  2. 雰囲気遮断部は、側壁側の搬入出部の周囲に形成された溝と、当該溝内の雰囲気を吸引して外部に排気するための吸引部を有することを特徴とする、請求項1に記載の基板搬送システム。
  3. 雰囲気遮断部は、シャッター板と側壁との間の空隙を気密に閉鎖自在なシール機構であることを特徴とする、請求項1に記載の基板搬送システム。
  4. シャッター板と側壁との間の空隙を気密に閉鎖自在なシール機構をさらに有することを特徴とする、請求項1又は2のいずれかに記載の基板搬送システム。
  5. 前記シール機構は、ガスの注入によって前記空隙を閉鎖するシール部材を有することを特徴とする、請求項3又は4に記載の基板搬送システム。
  6. 前記載置部は、処理装置空間側へと移動可能であることを特徴とする、請求項1〜5のいずれかに記載の基板搬送システム。
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