JP2001160584A - 半導体処理装置の基板支持機構及び基板交換方法、並びに半導体処理装置及び基板搬送装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】半導体処理装置における基板処理のスループッ
トを向上させる。 【解決手段】搬送機構６０のキャッチャ６６の上フォー
ク６６ａに未処理基板Ｓ１を支持させ、且つ載置台１０
上方の第２の位置で処理済み基板Ｓ２を支持ピン１１に
支持させる。この状態で、キャッチャ６６を載置台１０
の上方の所定位置まで進出させる。次に、キャッチャ６
６を停止させた状態で、支持ピン１１を下降させると共
に支持ロッド１２を上昇させる。これにより、未処理基
板Ｓ１を上フォーク６６ａから支持ロッド１２に受け渡
し、それと同時に、処理済み基板Ｓ２を支持ピン１１か
ら下フォーク６６ｂに受け渡す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＬＣＤ（液晶ディ
スプレイ）基板や半導体ウェハに半導体処理を施すため
の半導体処理装置の基板支持機構及び基板交換方法、並
びに半導体処理装置及び基板搬送装置に関する。ここ
で、半導体処理とは、ＬＣＤ基板、半導体ウェハ等の被
処理基板上に半導体デバイスを製造するために実施され
る種々処理を意味する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、例えばＬＣＤパネルの製造工
程においては、減圧雰囲気下でＬＣＤ基板にエッチン
グ、アッシング等の所定の半導体処理を施す真空処理室
を複数備えた、いわゆるマルチチャンバー型の真空処理
装置が使用されている。

【０００３】このような真空処理装置は、内部に搬送ア
ーム等を有する基板搬送機構が設けられたロードロック
室と、その周囲に設けられた複数の真空処理室とを有す
る。ロードロック室内の搬送アームにより、被処理基板
が各真空処理室に搬入されると共に、処理済みの基板が
各真空処理室から搬出される。

【０００４】このようなＬＣＤ基板の処理装置において
は、一定期間に処理可能な基板の処理枚数、つまり装置
のスループットをいかにして向上させるかが大きな技術
課題となっている。そのために上述したように装置をマ
ルチチャンバータイプにしたり、搬送アームを上下２段
にしたりして対応している。

【０００５】２段の搬送アームを用いる場合には、上ア
ームに未処理基板を載置した状態で、搬送アームを真空
処理室内の載置台にアクセスし、まず下アームを進出さ
せて処理済み基板を受取った後、下アームを退避させ、
次いで上アームを進出させて未処理基板を載置台上に搬
送する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような基板の交換動作では時間短縮にも一定の限界があ
り、ＬＣＤ基板に対するさらなるスループット向上が要
求されている。

【０００７】本発明はかかる事情に鑑みてなされたもの
であって、基板処理におけるスループットを向上させる
ことが可能な半導体処理装置の基板支持機構及び基板交
換方法、並びに半導体処理装置及び基板搬送装置を提供
することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の視点は、
半導体処理装置において被処理基板を支持するための機
構であって、前記基板の１つを載置すると共に搬送部材
により前記基板の交換が行われるように配設された載置
台と、前記搬送部材と協働して前記基板の交換を行うよ
うに、進退可能で且つ前記基板の１つを前記載置台上方
の第１の位置で支持可能に配設された複数の第１の支持
部材と、前記搬送部材と協働して前記基板の交換を行う
ように、進退可能で且つ、前記第１の支持部材により前
記基板の１つが前記第１の位置で支持された状態におい
て、前記基板の他の１つを前記載置台上方で且つ前記第
１の位置に対して上下に重なる第２の位置で支持可能に
配設された複数の第２の支持部材と、を具備することを
特徴とする。

【０００９】本発明の第２の視点は、第１の視点の機構
において、前記第１の支持部材は前記載置台の外側に配
設されることを特徴とする。

【００１０】本発明の第３の視点は、第２の視点の機構
において、前記第１の支持部材の夫々は、退避状態にお
いて蓋によりカバーされた状態でシールド部材中に収容
されることを特徴とする。

【００１１】本発明の第４の視点は、第２の視点の機構
において、前記第１の支持部材は、夫々が進退可能な支
持棒と前記支持棒の先端に配設された張出し部材とから
なり、複数の前記張出し部材は前記載置台の上方に張出
す位置において協働して前記基板の１つを支持すること
を特徴とする。

【００１２】本発明の第５の視点は、第４の視点の機構
において、前記張出し部材は、前記支持棒の回転によ
り、前記載置台の上方に張出す位置と前記載置台の上方
から退避する位置との間で移動されることを特徴とす
る。

【００１３】本発明の第６の視点は、第４または第５の
視点の機構において、前記支持棒は、退避状態において
前記張出し部材によりカバーされた状態でシールド部材
中に収容されることを特徴とする。

【００１４】本発明の第７の視点は、第１乃至第６のい
ずれかの視点の機構において、前記第２の支持部材は前
記載置台の内側に配設されることを特徴とする。

【００１５】本発明の第８の視点は、第１乃至第７のい
ずれかの視点の機構において、前記第１の位置は前記第
２の位置よりも上方にあり、前記第１及び第２の位置に
は夫々未処理及び処理済みの基板が支持されることを特
徴とする。

【００１６】本発明の第９の視点は、第１乃至第８のい
ずれかの視点の機構を使用した基板交換方法であって、
前記基板の１つである第１の基板を前記搬送部材に保持
する一方、前記第１の支持部材を進出位置に配置する工
程と、前記搬送部材を前記載置台の上方の所定位置に進
出させた後、前記第１の基板を前記搬送部材から前記第
１の支持部材上に移載する第１の移載工程と、前記第１
の支持部材により前記第１の基板を前記第１の位置に支
持した状態において、前記基板の別の１つである第２の
基板を前記第２の支持部材により前記第２の位置に支持
する工程と、前記搬送部材を前記載置台の上方の所定位
置に進出させた後、前記第２の基板を前記第２の支持部
材から前記搬送部材上に移載する第２の移載工程と、を
具備することを特徴とする。

【００１７】本発明の第１０の視点は、第９の視点の方
法において、前記搬送部材は第１及び第２の保持部を有
し、前記第１及び第２の移載工程を同時に行うことを特
徴とする。

【００１８】本発明の第１１の視点は、被処理基板に対
して半導体処理を施すための装置であって、ゲートを介
して前記基板を搬出入可能で且つ減圧雰囲気に設定可能
なロードロック室と、前記ロードロック室にゲートを介
して接続され且つ減圧雰囲気に設定可能な搬送室と、前
記搬送室にゲートを介して接続され且つ減圧雰囲気で前
記半導体処理を行うための処理室と、前記ロードロック
室と前記処理室との間で前記基板を搬送するために前記
搬送室内に配設された搬送部材と、を具備し、前記ロー
ドロック室は、前記基板の１つを夫々支持可能で且つ上
下に重なる第１及び第２の支持レベルを有すると共に、
前記第１及び第２の支持レベルを貫通して上下に移動可
能で且つ前記基板を支持可能な複数の支持ピンを具備す
ることを特徴とする。

【００１９】本発明の第１２の視点は、第１１の視点の
装置において、前記第１及び第２の支持レベルの夫々
は、前記基板を支持する開閉可能な一対のフィンガによ
り規定され、前記フィンガは閉状態において前記基板を
支持し、開状態において前記基板が前記一つのフィンガ
間を上下に通過することを許容することを特徴とする。

【００２０】本発明の第１３の視点は、被処理基板に対
して半導体処理を施すための装置であって、ゲートを介
して前記基板を搬出入可能で且つ減圧雰囲気に設定可能
な第１のロードロック室と、ゲートを介して前記基板を
搬出入可能で且つ減圧雰囲気に設定可能であると共に、
前記第１のロードロック室に対して上下に重なるように
配設された第２のロードロック室と、前記第１及び第２
のロードロック室にゲートを介して接続され且つ減圧雰
囲気に設定可能な搬送室と、前記搬送室にゲートを介し
て接続され且つ減圧雰囲気で前記半導体処理を行うため
の処理室と、前記第１及び第２のロードロック室と前記
処理室との間で前記基板を搬送するために前記搬送室内
に配設された、上下動可能な搬送部材と、を具備するこ
とを特徴とする。

【００２１】本発明の第１４の視点は、複数の被処理基
板を収納するカセットと半導体処理装置との間で前記基
板を搬送するための装置であって、前記基板の１つを載
置する上フィンガを有する上フォークと、前記基板の１
つを載置する下フィンガを有する下フォークと、前記上
下フォークを駆動するための駆動部と、を具備し、前記
駆動部は、前記上下フォークを一体的に上下動可能且つ
回転可能且つ水平に直線摺動可能に駆動すると共に、前
記上下フィンガが同一平面上に位置する状態と同一平面
上に位置しない状態との間で前記上下フォークを相対的
に上下動可能に駆動することを特徴とする。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施の形態について具体的に説明する。

【００２３】ここでは、ガラス製のＬＣＤ基板上に半導
体デバイス等を形成するため、エッチング処理及びアッ
シング処理を行うためのマルチチャンバータイプの真空
処理装置について説明する。

【００２４】図１は本発明の実施の形態に係る真空処理
装置の概観を示す斜視図、図２はその内部を示す概略横
断平面図である。

【００２５】処理装置１の中央部にはゲートバルブ９ａ
を介して接続された搬送室５とロードロック室３とが配
設される。搬送室５は、平面が略正方形であり、ロード
ロック室３と面しない残りの各側面には、開口部を気密
にシールし且つ開閉可能なゲートバルブ９ａを介して３
つの処理室２、４、６が夫々接続される。

【００２６】各処理室２、４、６には、所定の処理ガス
を供給するための供給手段と、室内を排気するための排
気手段とが接続され、従って、各処理室２、４、６は任
意の減圧雰囲気に設定し且つ維持することが可能となっ
ている。例えば、処理室２、６では同一のエッチング処
理が行われ、他の１つ処理室４ではアッシング処理が行
われる。処理室の組み合わせはこれに限らず、適宜の処
理を組み合わせることもでき、シリアル処理、パラレル
処理等任意の処理を複数の処理室を用いて実施すること
が可能である。

【００２７】各処理室２、４、６内には載置台１０が配
設される。載置台１０には基板Ｓを支持するための４本
の支持ピン１１が配設される。載置台１０の周囲にはや
はり基板を支持するための４本の支持部材１２が配設さ
れる。支持ピン１１及び支持部材１２については、詳細
を後述する。

【００２８】ロードロック室３は任意の減圧雰囲気に設
定し且つ維持することが可能となっている。ロードロッ
ク室３内には、図４図示の如く、基板Ｓを支持するため
の一対のスタンド３１を具備するバッファラック３０が
配設される。バッファラック３０は、一度に２枚の基板
Ｓを保持するように構成されており、これにより真空引
き、パージの効率が向上する。

【００２９】各スタンド３１は、２つの棚３２、３３を
上下に具備する。棚３２、３３は搬送機構５０の２枚の
アーム５２、５３に対応する水平な２段の基板支持レベ
ルを形成する。本実施の形態では、バッファラック３０
の支持レベル間隔は、カセット４２における基板Ｓの支
持間隔よりも大きく設定される。また各棚３２、３３の
上面には、摩擦係数の高い合成ゴムからなる突起３４が
設けられており、これによって基板のずれ及び落下が防
止される。

【００３０】バッファラック３０の一対のスタンド３１
は一体的に昇降可能となる。バッファラック３０の昇降
により、搬送室５内に設けられた搬送機構６０が昇降す
ることなく、２枚の基板のうちの一方を選択的に取出す
ことができる。

【００３１】ロードロック室３内には、２枚の基板を一
度にアライメントするための一対のポジショナ３５、３
５及び基板のアライメントの完了を確認するための光学
的センサ（図示せず）が配置される。一対のポジショナ
３５は、基板の対角線の延長線上にて相互に対向するよ
うに配置される。各ポジショナ３５は、図中の往復矢印
Ａ方向に起動可能なサポート３６と、サポート３６上に
回転フリーに支持された一対のローラ３７、３７を具備
する。

【００３２】ポジショナ３５は、バッファラック３０に
支持された２枚の基板を対角線方向に挟み込む態様で、
基板のアライメントを行う。ローラ３７は基板Ｓの側面
を４点で押圧することにより位置合わせするため、略矩
形状の基板の位置合わせを行うのに特に適する。ローラ
３７はサポート３６上に着脱可能に取付けられ、処理さ
れるＬＣＤ基板の寸法に応じて適宜交換することが可能
である。

【００３３】ロードロック室３はゲートバルブ９ｂを介
して外部雰囲気と接続される。ロードロック室３の外部
側には、２つのカセットインデクサ４１が配設され、そ
の上に夫々ＬＣＤ基板を収容するカセット４２が載置さ
れる。カセット４２の一方には未処理基板が収容され、
他方には処理済み基板が収容される。カセット４２は、
昇降機構４３により昇降可能となっている。

【００３４】２つのカセット４２の間には、支持台５１
上に基板搬送機構５０が配設される。搬送機構５０は上
下２段に配設されたアーム５２、５３と、これらを一体
的に進出退避及び回転可能に支持するベース５４とを有
する。アーム５２、５３上には基板を支持する４つの突
起５５が形成される。突起５５は摩擦係数の高い合成ゴ
ム製の弾性体からなり、基板支持中に基板がずれたり、
落下することが防止される。

【００３５】搬送機構５０は、アーム５２、５３により
２枚の基板を一度に搬送可能となっている。即ち、カセ
ット４２に対して、２枚の基板が一度に取出しまたは装
入することが可能となる。各カセット４２の高さは昇降
機構４３により調整され、アーム５２、５３による基板
の取出しまたは装入位置が設定される。２枚のアーム５
２、５３の間隔は、各種のカセットの基板支持間隔の最
大値よりも大きくなるように設定される。このため、種
々のカセットに対応可能である。

【００３６】なお、カセットは１個だけ設置するもでき
る。この場合には、同一のカセット内の空いたスペース
に処理済みの基板を戻していくことになる。

【００３７】搬送室５は任意の減圧雰囲気に設定し且つ
維持することが可能となっている。搬送室５内には、図
３図示の如く、搬送機構６０と、複数のＬＣＤ基板を保
持可能に構成されたバッファ枠体７０が配設される。搬
送機構６０により、ロードロック室３と、処理室２、
４、６との間で基板が搬送される。また、バッファ枠体
７０により、未処理基板または処理済み基板が一時的に
保持される。このように基板を一時保持することにより
スループットの向上を図っている。

【００３８】搬送機構６０は、ベース６８の一端に配設
され、ベース６８に回動可能に配設された第１アーム６
２と、第１アーム６２の先端部に回動可能に配設された
第２アーム６４と、第２アーム６４に回動可能に配設さ
れ且つ基板を保持するためのキャッチャ６６とを有す
る。ベース６８に内蔵された駆動機構により第１アーム
６２、第２アーム６４及びキャッチャ６６を移動させる
ことにより、基板を搬送することが可能となる。また、
搬送機構６０は、ベース６８の下に配設されたシリンダ
機構６９により上下動が可能であると共に、シリンダを
軸として回転可能となっている。

【００３９】搬送機構６０のキャッチャ６６は、２段に
構成されたフォーク６６ａ、６６ｂを有する。上フォー
ク６６ａにより未処理基板が支持され、下フォーク６６
ｂにより処理済み基板が支持されるようになっている。
なお、図示しないが、各フォークには、基板のずれや落
下を防止するために、摩擦係数の高い合成ゴム製の突起
が配設される。

【００４０】バッファ枠体７０は、ベース６８の他端側
に、ベース６８に対して昇降可能に設置される。枠体７
０は、４つのバッファ７２、７４、７６、７８を具備
し、これらは水平な４段の基板支持レベルを形成してい
る。これらバッファには、基板を支持するための突起７
９が配設される。突起７９は摩擦係数の高い合成ゴム製
であり、基板支持中に基板がずれることまたは落下する
ことを防止する。

【００４１】搬送機構６０及びバッファ枠体７０は、シ
リンダ６９を軸としてベース６８と一体となって回転す
る。このようにベース６８を回転させることにより、搬
送機構６０は、処理室２、４、６、ロードロック室３の
いずれかに対して選択的に対面することができる。

【００４２】各処理室２、４、６内には、上述したよう
に載置台１０が配設される。載置台１０はプラズマを形
成するための下部電極として機能する。載置台１０の周
囲には、図５図示の如く、セラミック製のシールドリン
グ１３が配設される。

【００４３】４本の支持ピン１１（第２の支持部材）は
載置台１０の縁部に進出退避可能に配設される。４本の
支持部材１２（第１の支持部材）は、載置台１０の周囲
のシールドリング１３に進出退避可能に配設された支持
棒１２ａと、その先端に配設された張出し部材１２ｂと
を有する。支持棒１２ａは進出することにより、基板を
支持することが可能となり、基板の受取りの際に第１の
位置で未処理基板Ｓ１を支持する。また、支持ピン１１
は進出することにより、基板を支持することが可能とな
り、基板受渡しの際に第１の位置よりも下方の第２の位
置で処理済み基板Ｓ２を支持する。

【００４４】支持部材１２は退避位置において、図９
（ａ）図示の如く、張出し部材１２ｂが載置台１０にか
からないような状態にある。しかし、支持部材１２は支
持位置において、図９（ｂ）図示の如く、支持棒１２ａ
が回転されることにより、張出し部材１２ｂが載置台１
０側に突出した支持位置にある状態となる。

【００４５】キャッチャ６６は、その上フォーク６６ａ
が前記第１の位置に対応し、下フォーク６６ｂが前記第
２の位置に対応する位置になるように高さが設定され
る。後述するように、上フォーク６６ａに未処理基板を
支持した状態で処理室に装入された際に、未処理基板が
第１の位置にある支持部材１２に受け渡されると同時
に、第１の位置で支持ピン１１に支持される処理済み基
板がフォーク６６ｂに受け渡される。

【００４６】次に、以上のように構成される装置の動作
について説明する。

【００４７】まず、搬送機構５０の２枚のアーム５２、
５３を進退駆動させて、未処理基板を収容した一方のカ
セット４２（図１の左側のカセット）から２枚の基板Ｓ
を一度にロードロック室３に搬入する。

【００４８】ロードロック室３内においては、バッファ
ラック３０の棚３２、３３により２枚の基板Ｓを保持す
る。アーム５２、５３が退避した後、ロードロック室の
大気側のゲートバルブ９ｂを閉じる。その後、ロードロ
ック室３内を排気して、内部を所定の真空度、例えば１
０^-1Ｔｏｒｒ程度まで減圧する。真空引き終了後、一対
のポジショナ３５の４つのローラ３７により基板を押圧
することにより基板Ｓの位置合わせを行う。

【００４９】以上のように位置合わせされた後、搬送室
５及びロードロック室３間のゲートバルブ９ａを開く。
汚染防止の観点から下段の棚３３の基板Ｓから搬送機構
６０により搬送室５内に搬入し、バッファ枠体７０の最
上のバッファ７２に保持する。この場合に、基板Ｓはバ
ファラック３０上に予め決められた所定の間隔で支持さ
れているので、搬送機構の動作制御をカセット４２の基
板支持間隔に依存せずに行うことができる。即ち、異な
る基板の支持間隔毎に搬送機構６０の動作量等を変更す
るという複雑な制御手段が不要となる。従って、装置内
の汚染を低減することができる。

【００５０】搬送室５内に基板を搬入した状態で、１０
^-4Ｔｏｒｒ程度に更に真空引きする。これにより、装置
内の汚染を低減することができる。次に、搬送機構６０
により搬送室５内に搬入し且つバッファ７２に保持した
基板Ｓを所定の処理室、例えば処理室２に搬送する。こ
の場合に、最初に搬送する場合以外は、処理室内には処
理済み基板が存在しており、処理済み基板と未処理基板
との交換を行うこととなる。

【００５１】この際の交換操作を図５乃至図８を参照し
ながら説明する。

【００５２】まず、処理室の載置台１０上に処理済み基
板Ｓ２を載置した状態で、支持部材１２を図９（ａ）の
状態から進出させる。更に、図９（ｂ）のように支持棒
１２ａを回転させて、張出し部材１２ｂが載置台１０側
に突出する位置になるようにする。この状態でこの支持
部材１２は第１の位置で未処理基板Ｓ１を受取ることが
可能な状態となる。

【００５３】次に、支持ピン１１を進出させて処理済み
基板Ｓ２を上昇させ、第２の位置で支持するようにす
る。以上のような動作により、図５の状態が形成され
る。この場合に、搬送機構６０のキャッチャ６６は、そ
の上フォーク６６ａが前記第１の位置に対応し、下フォ
ーク６６ｂが前記第２の位置に対応する位置になるよう
に高さが設定されており、上フォーク６６ａに未処理基
板Ｓ１を支持している。

【００５４】次に、図６図示の如く、キャッチャ６６を
載置台１０の上方に進出させ、未処理基板Ｓ１を載置台
１０上方の第１の位置まで搬送する。この場合に、フォ
ーク６６ｂは第２の位置にある処理済み基板Ｓ２の直下
に位置する。この状態で支持部材１２の支持棒１２ａを
僅かに上昇させ、同時に支持ピン１１を下降させる。こ
れにより、未処理基板Ｓ１は支持部材１２に支持された
状態となると共に、処理済み基板はキャッチャ６６の下
フォーク６６ｂに支持された状態となる。

【００５５】その後、図７図示の如く、処理済み基板Ｓ
２を支持した状態のキャッチャ６６を退避させる。そし
て、図８図示の如く、再び支持ピン１１を進出させて未
処理基板Ｓ１を支持し、支持部材１２を退避させて図９
（ａ）の状態に戻す。この図８の動作と並行して、処理
室と搬送室５との間のゲートバルブ９ａを閉じる動作に
入り、プロセス前処理を開始する。従って、図８の動作
はスループットには影響を与えない。

【００５６】このように、処理室における基板の交換に
おいて、未処理基板の搬入と処理済み基板の搬出とを保
持部（キャッチャ）の１回の移動によって行うことがで
きる。このため、基板の交換時間を著しく低減すること
ができる。ちなみに、従来この交換操作にかかる時間が
１７秒であったものが８秒と半分以下に短縮された。

【００５７】このような動作が行われる間に、ロードロ
ック室３内の棚３２の基板も搬送室５に搬入し、いずれ
かのバッファに保持する。このような動作をカセット４
２内の基板に対して順次に行う。この際に第１及び２ロ
ードロック室２０、３内のバッファの存在により、待ち
時間なく連続的に基板を装置内に搬入することができる
ので、スループットの向上に寄与する。

【００５８】処理済み基板Ｓ２は、搬送機構６０により
搬送室５に戻し、更にロードロック室３を経て、搬送機
構５０のアーム５２、５３により、処理済み基板用のカ
セット４２（図１の右側のカセット）に挿入する。

【００５９】以上のような処理においては、バッファ機
構の存在、及び特に処理室における基板の交換の高効率
化により、従来にない極めて高いスループットを実現す
ることができる。

【００６０】また、上記装置では、エッチング、アッシ
ングの連続処理を行うことが可能であり、この点でも効
率が高い。また、プログラムを変更することにより、エ
ッチング、エッチングの連続処理、エッチングの単一処
理など、ユーザーのニーズに対応した種々処理を行うこ
とができ、極めて汎用性が高い。

【００６１】例えば、支持部材１２として支持棒１２ａ
の先端に平板状の張出し部材１２ｂを設けたものを用い
たが、図１０図示の如く、先端に鉤状部１２ｃを有する
ピン状の支持部材１２ｘであってもよい。そして、支持
部材１２ｘは退避位置においては、図１１（ａ）図示の
如く、シールド部材１３中に完全に収容され、その上に
蓋１２ｄがされる。支持部材１２ｘが支持位置に進出す
る際には、図１１（ｂ）図示の如く、蓋１２が開き、支
持位置まで上昇すると回転し、鉤状部１２ｃが載置台１
０側へ突出した状態となる。また、未処理基板を支持す
る支持部材（第１の支持部材）は、進出退避即ち上昇下
降するタイプのものに限らず、例えば回転移動して退避
するタイプのものであってもよい。

【００６２】また、キャッチャ６６即ち保持部も上記の
ものに限定されず種々のものを採用することができる。
またキャッチャとして上下２段のフォークが固定的に配
設されたものを用いたが、これらフォークが独立して移
動できるものとすることもできる。更に、基板支持部は
フォーク状に限らず搬送機構５０のアーム５２、５３の
ように板状のものであってもよい。

【００６３】図１２は本発明の別の実施の形態に係る真
空処理装置の概観を示す斜視図、図１３及び図１４はそ
の内部を示す概略横断平面図及び概略側面図である。こ
れらの図中、図１乃至図１１を参照して述べた先の実施
の形態と共通する部分については、同一の符号を付して
詳細な説明を省略する。

【００６４】この実施の形態に係る処理装置１Ｂは、図
１２図示の如く、先の実施の形態と同じ３つ処理室２、
４、６を有する。処理室２、４、６は、平面が正方形の
搬送室５の３つの辺に夫々ゲートバルブ９ａを介して接
続される。例えば、処理室２、６では同一のエッチング
処理が行われ、他の１つ処理室４ではアッシング処理が
行われる。

【００６５】各処理室２、４、６内には、先の実施の形
態と同様、４本の支持ピン１１及び４本の支持部材１２
を有する載置台１０が配設される。従って、前述の如
く、各処理室２、４、６においては、処理済み基板と未
処理基板との交換操作を、搬送室５内に配設された搬送
機構６０の一進出動作で行うことができる。

【００６６】搬送室５の残りの一辺には、上下に２つの
ロードロック室３ａ、３ｂが夫々ゲートバルブ９ａを介
して接続される。また、ロードロック室３ａ、３ｂと基
板カセット４２との間でＬＣＤ基板Ｓを搬送するため、
先の実施の形態の搬送機構５０とは異なる構造の搬送機
構８０が配設される。

【００６７】搬送機構８０はベース板８１を有し、その
長手方向に沿って摺動駆動可能にスライダ８２が配設さ
れる。スライダ８２上には、水平面内で回転駆動可能に
Ｌ字形のスタンド８３が取付けられる。更に、スタンド
８３の垂直部には、昇降駆動可能に水平板８４が取付け
られる。

【００６８】水平板８４上には基板Ｓを載置するための
上フォーク８５及び下フォーク８６が配設される。下フ
ォーク８６は、水平板８４の長手方向に沿って摺動駆動
可能に水平板８４に取付けられる。下フォーク８６の基
部８６ａにはサブスタンド８７が立設され、上フォーク
８５はサブスタンド８７に昇降駆動可能に取付けられ
る。従って、上フォーク８５は下フォーク８６と共に、
水平板８４の長手方向に沿って一体的に摺動することと
なる。

【００６９】上フォーク８５のフィンガ８５ｂ、８５ｃ
と、下フォーク８６のフィンガ８６ｂ、８６ｃとは、上
下方向の厚さが同一で、基板Ｓのカセット４２内への収
納間隔よりも小さくなっている。また、上フォーク８５
のフィンガ８５ｂ、８５ｃの内エッジ間の幅は、下フォ
ーク８６のフィンガ８６ｂ、８６ｃの外エッジ間の幅よ
りも僅かに大きく設定される。更に、下フォーク８６の
基部８６ａは、そのフィンガ８６ｂ、８６ｃよりも、上
フォーク８５の基部８５ａの厚さ分だけ下に凹んでい
る。

【００７０】従って、上フォーク８５が最も降下した
際、上フォーク８５のフィンガ８５ｂ、８５ｃと下フォ
ーク８６のフィンガ８６ｂ、８６ｃとは横方向から見て
一枚の板のように相互に重なり合うことができる。この
時、上フォーク８５のフィンガ８５ｂ、８５ｃは、下フ
ォーク８６のフィンガ８６ｂ、８６ｃのちょうど外側で
同一平面上に位置する。また、この時、少なくとも両フ
ォーク８５、８６の上側の支持面を整一させるようにす
る。ここでは、両上フォーク８５、８６の厚さが同じで
あるから、両フォーク８５、８６の上側の支持面も、下
側の底面も整一する。

【００７１】このような構成の搬送機構８０を用いる
と、処理済み基板のカセット４２への収納と、未処理基
板のカセットからの取り出しとを同時に並行して行うこ
とができ、スループットが向上する。搬送機構８０は、
回転系が１カ所で、他は全て直線摺動系であるから、高
速且つ安定した動作を行うことができる。

【００７２】ロードロック室３ａ、３ｂは個別に任意の
減圧雰囲気に設定し且つ維持することが可能となってい
る。従って、ロードロック室３ａ、３ｂは、個別動作可
能なゲートバルブ９ａを介して搬送室５に接続される一
方、個別動作可能なゲートバルブ９ｂを介して外部雰囲
気に接続される。

【００７３】この実施の形態において、両ロードロック
室３ａ、３ｂは、図１５図示の様な同一の内部構造を有
する。即ち、各ロードロック室３ａ、３ｂは、水平な２
段の基板支持レベルを有し、一度に２枚の基板Ｓを保持
するように構成される。上段支持レベルは対向する一対
のハンド９１により規定され、下段支持レベルは対向す
る一対のハンド９２により規定される。

【００７４】各ハンド９１、９２は前方に向かって広が
るように配設された一対のフィンガ９３を有する。フィ
ンガ９３は内側壁に取付けられた駆動部９４に取付けら
れ、駆動部９４により、図１５図示の位置と、フィンガ
９３が側壁に向かって退避する退避位置との間で旋回駆
動される。

【００７５】また、各ロードロック室３ａ、３ｂには底
壁の下に配設された駆動部（図示せず）により上下に駆
動される４本の支持ピン９６が配設される。支持ピン９
６は、底壁の下に退避する退避位置と、ハンド９１によ
り規定される上段支持レベルよりも上に突出する突出位
置との間で移動可能であると共に、任意の位置で停止可
能となる。

【００７６】各フィンガ９３が閉じて図１５図示の位置
にある時、各ハンド９１、９２により基板Ｓを対応の支
持レベルに支持可能となる。反対に、各フィンガ９３が
退避位置に開くと、支持ピン９６に支持された基板Ｓ
が、対向する一対のハンド９１、９１間、或いは一対の
ハンド９２、９２間を通過することができる。

【００７７】更に、この実施の形態においては、搬送室
５内に配設された搬送機構６０ｘには、上下２フォーク
６６ａ、６６ｂを有するキャッチャ６６が具備される
が、バッファ枠体７０は付設されていない。これは、上
下２つのロードロック室３ａ、３ｂが配設されると共
に、処理室２、４、６だけでなく、ロードロック室３
ａ、３ｂにおいても、処理済み基板と未処理基板との交
換操作を搬送機構６０ｘの一進出動作で行うことができ
るため、バッファ枠体７０を省略することができるから
である。また、キャッチャ６６をバッファ枠体７０側に
向ける必要がないため、キャッチャ６６とベース６８と
は一つの中間アーム６３で接続される。更に、ベース６
８は、シリンダ機構６９を介して上下に駆動可能となっ
ている。

【００７８】上述のような構成により、各ロードロック
室３ａ、３ｂにおいては、搬送機構６０ｘの一進出動作
で、処理済み基板と未処理基板との交換操作が可能とな
る。この操作は、処理室２、４、６の載置台１０に支持
ピン１１と支持部材１２とを配設することにより実現し
た、処理済み基板と未処理基板との交換操作と類似して
いる。

【００７９】なお、ロードロック室３ａ、３ｂの各ハン
ド９１、９２のフィンガ９３が開閉可能であるのは、例
えば、空き時間に処理済みの基板Ｓを上段支持レベルか
ら下段支持レベルに移す等の付随的な動作に対応するた
めのものである。従って、処理済み基板と未処理基板と
の交換操作を搬送機構６０ｘの一進出動作で行うためだ
けであれば、各ハンド９１、９２のフィンガ９３は開閉
動作せず、図１５図示の位置に固定されたものでよい。

【００８０】次に、ロードロック室３ａ、３ｂにおい
て、搬送室５の搬送機構６０ｘにより処理済み基板と未
処理基板とを交換する操作について説明する。ここで
は、搬送機構６０ｘの下フォーク６６ｂに処理済み基板
Ｓ１が支持され、ロードロック室３ａのハンド９１（上
段支持レベル）に未処理基板Ｓ２が支持された状態を想
定する。また、ロードロック室３ａの上下段支持レベル
間の間隔が搬送機構６０ｘの上下段支持レベル間の間隔
よりも十分大きく設定されるものとする。なお、ゲート
バルブ９ａ等の付随的な操作の説明は省略する。

【００８１】先ず、下フォーク６６ｂで処理済み基板Ｓ
１を支持するキャッチャ６６を、ハンド９１で未処理基
板Ｓ２を支持するロードロック室３ａ内に挿入する。こ
の時、キャッチャ６６の上下フォーク６６ａ、６６ｂの
両者がロードロック室３ａの上下ハンド９１、９２間に
位置するようにする。

【００８２】次に、支持ピン９６を上昇させ、支持ピン
９６によりキャッチャ６６の下フォーク６６ｂから処理
済み基板Ｓ１を受取る。次に、支持ピン９６と共にキャ
ッチャ６６を上昇させ、上フォーク６６ａによりハンド
９１から未処理基板Ｓ２を受取る。

【００８３】次に、上フォーク６６ａで未処理基板Ｓ２
を支持するキャッチャ６６を搬送室５へ退避させる。次
に、支持ピン９６を下降させ、ハンド９２（下段支持レ
ベル）上に処理済み基板Ｓ１を載置する。

【００８４】次に、上記操作に続いて、ロードロック室
３ａ、３ｂにおいて、外部雰囲気側の搬送機構８０によ
り処理済み基板と未処理基板とを交換する操作について
説明する。ここでは、ロードロック室３ａのハンド９２
（下段支持レベル）に処理済み基板Ｓ１が支持され、搬
送機構８０の上フォーク８５に未処理基板Ｓ３が支持さ
れた状態を想定する。なお、ゲートバルブ９ｂ等の付随
的な操作の説明は省略する。

【００８５】先ず、上フォーク８５で未処理基板Ｓ３を
支持する搬送機構８０を、ハンド９２で処理済み基板Ｓ
１を支持するロードロック室３ａ内に挿入する。この
時、搬送機構８０の上下フォーク８５、８６間の間隔を
予め広げておき、上下フォーク８５、８６間にロードロ
ック室３ａの上下ハンド９１、９２が位置するようにす
る。

【００８６】次に、搬送機構８０の水平板８４を上昇さ
せながら、上フォーク８５を下フォーク８６に向けて移
動させる。この操作により、上下フォーク８５、８６を
上昇させながら両者間の間隔を狭めることができる。従
って、上フォーク８５から上ハンド９１に未処理基板Ｓ
３を載置すると共に、下フォーク８６により下ハンド９
２から処理済み基板Ｓ１を受取ることができる。

【００８７】図１６は図１２乃至図１５を参照して述べ
た実施の形態に係る真空処理装置におけるＬＣＤ基板Ｓ
の搬送シーケンスを順に示す説明図である。ここでは、
処理室２、６で同一のエッチング処理を、処理室４でア
ッシング処理を行うことを想定している。図１６におい
ては混同を避けるため、（ａ）のみに処理装置の各室の
参照符号を付してある。（ｂ）〜（ｓ）中の数字は、Ｌ
ＣＤ基板Ｓである基板Ｓ１〜Ｓ８の係数のみを取上げて
示すものである。

【００８８】先ず、下ロードロック室３ｂに基板Ｓ１、
上ロードロック室３ａに基板Ｓ２を導入する（図１６
（ｂ）、（ｃ））。次に、基板Ｓ１を下ロードロック室
３ｂから搬送室５を経由し（図１６（ｄ））、処理室２
にロードし、基板Ｓ１のエッチングを開始する。また、
基板Ｓ１を処理室２にロードするのと並行して下ロード
ロック室３ｂに基板Ｓ３を搬入する（図１６（ｅ））。
そして、基板Ｓ１の処理中、基板Ｓ２を上ロードロック
室３ａから搬送室５を経由し（図１６（ｆ））、処理室
６にロードし、基板Ｓ２のエッチングを開始する。ま
た、基板Ｓ２を処理室６にロードするのと並行して上ロ
ードロック室３ａに基板Ｓ４を搬入する（図１６
（ｇ））。

【００８９】次に、基板Ｓ１、Ｓ２の処理中、基板Ｓ３
を下ロードロック室３ｂから搬送室５に移動する（図１
６（ｈ））。更に、基板Ｓ２の処理中、エッチング処理
済みの基板Ｓ１と基板Ｓ３とを搬送機構６０ｘの一進出
動作で交換し、基板Ｓ１を搬送室５にアンロードすると
共に基板Ｓ３を処理室２にロードする。また、これと並
行して、下ロードロック室３ｂに基板Ｓ５を搬入する
（図１６（ｉ））。

【００９０】次に、基板Ｓ２、Ｓ３の処理中、基板Ｓ１
を搬送室５から処理室４にロードし、基板Ｓ１のアッシ
ングを開始する（図１６（ｊ））。更に、基板Ｓ２、Ｓ
３、Ｓ１の処理中、基板Ｓ４を上ロードロック室３ａか
ら搬送室５に移動する（図１６（ｋ））。そして、基板
Ｓ３、Ｓ１の処理中、エッチング処理済みの基板Ｓ２と
基板Ｓ４とを搬送機構６０ｘの一進出動作で交換し、基
板Ｓ２を搬送室５にアンロードすると共に基板Ｓ４を処
理室６にロードする。また、これと並行して、上ロード
ロック室３ａに基板Ｓ６を搬入する（図１６（ｌ））。

【００９１】次に、基板Ｓ３、Ｓ４の処理中、アッシン
グ処理済みの基板Ｓ１と基板Ｓ２とを搬送機構６０ｘの
一進出動作で交換し、基板Ｓ１を搬送室５にアンロード
すると共に基板Ｓ２を処理室４にロードする（図１６
（ｍ））。更に、基板Ｓ３、Ｓ４、Ｓ２の処理中、処理
完了基板Ｓ１と基板Ｓ５とを搬送機構６０ｘの一進出動
作で交換し、基板Ｓ１を下ロードロック室３ｂに戻すと
共に基板Ｓ５を搬送室５に移動する（図１６（ｎ））。
そして、基板Ｓ４、Ｓ２の処理中、エッチング処理済み
の基板Ｓ３と基板Ｓ５とを搬送機構６０ｘの一進出動作
で交換し、基板Ｓ３を搬送室５にアンロードすると共に
基板Ｓ５を処理室２にロードする。また、これと並行し
て、処理完了基板Ｓ１と基板Ｓ７とを外部雰囲気側の搬
送機構８０の一進出動作で交換し、基板Ｓ１を搬出する
と共に基板Ｓ７を下ロードロック室３ｂに搬入する（図
１６（ｏ））。

【００９２】以下、同様な操作を繰返すことにより（図
１６（ｐ）〜（ｓ））、基板Ｓ１〜Ｓ８を、それらの係
数の小さい順に処理を完了して、真空処理装置から搬出
することができる。

【００９３】以上のような処理においては、処理室及び
ロードロック室における基板の交換の高効率化により、
従来にない極めて高いスループットを実現することがで
きる。

【００９４】なお、本発明は、上記実施の形態に限定さ
れず、本発明の要旨の範囲内で種々変形が可能である。
特に、処理装置の各特徴部分を各実施の形態に別けて述
べたが、それらの特徴部分は、任意に組み合わせ可能で
ある。例えば、図１図示の処理装置に、図１２を参照し
て述べた搬送機構８０や、図１５を参照して述べたロー
ドロック室３ａ、３ｂを用いることができる。また、図
１２図示の処理装置に、図３を参照して述べた搬送機構
６０や図４を参照して述べたロードロック室３を用いる
ことができる。

【００９５】更に、例えば、本発明は、単一の処理室を
有する処理装置にも有効に適用することができ、真空処
理に限らず常圧または陽圧の処理装置にも適用すること
ができる。また、エッチング、アッシング装置に限ら
ず、成膜装置等、他の種々の処理装置に適用することが
できる。更にまた、被搬送基板はＬＣＤ基板に限らず、
半導体基板等、他の基板であってもよい。

【００９６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
処理室、ロードロック室或いは基板カセットにおける処
理済み基板と未処理基板との交換操作を効率よく行うこ
とができるため、スループットを著しく向上させること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る真空処理装置の概観
を示す斜視図。

【図２】図１図示の装置の内部を示す概略横断平面図。

【図３】図１図示の装置の搬送室内に配設された搬送機
構及びバッファ枠体を示す斜視図。

【図４】図１図示の装置のロードロック室内に配設され
たバッファラック及びポジショナを示す斜視図。

【図５】図１図示の装置の処理室における基板の交換操
作を説明するための図。

【図６】図１図示の装置の処理室における基板の交換操
作を説明するための図。

【図７】図１図示の装置の処理室における基板の交換操
作を説明するための図。

【図８】図１図示の装置の処理室における基板の交換操
作を説明するための図。

【図９】図１図示の装置の処理室において未処理基板を
支持する支持部材の動作を示す図。

【図１０】図１図示の装置の処理室において未処理基板
を支持する支持部材の変形例を示す図。

【図１１】図１０図示の支持部材の動作を示す図。

【図１２】本発明の別の実施の形態に係る真空処理装置
の概観を示す斜視図。

【図１３】図１２図示の装置の内部を示す概略横断平面
図。

【図１４】図１２図示の装置の内部を示す概略側面図。

【図１５】図１２図示の装置のロードロック室の内部を
示す概略斜視図。

【図１６】図１２図示の装置における基板の搬送シーケ
ンスを順に示す説明図。

【符号の説明】

２、４、６……処理室 ３、３ａ、３ｂ……ロードロック室 ５……搬送室 １０……載置台 １１……支持ピン（第２の支持部材） １２、１２ｘ……支持部材（第１の支持部材） ３０……バッファラック ４２……ＬＣＤ基板カセット ５０……搬送機構 ６０、６０ｘ……搬送機構 ６２……アーム ６６……キャッチャ ６６ａ、６６ｂ……フォーク ８０……搬送機構 ８５、８６……フォーク ９１、９２……ハンド Ｓ……ＬＣＤ基板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 21/3065 Ｈ０１Ｌ 21/302 Ｂ

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】半導体処理装置において被処理基板を支持
   するための機構であって、 前記基板の１つを載置すると共に搬送部材により前記基
   板の交換が行われるように配設された載置台と、 前記搬送部材と協働して前記基板の交換を行うように、
   進退可能で且つ前記基板の１つを前記載置台上方の第１
   の位置で支持可能に配設された複数の第１の支持部材
   と、 前記搬送部材と協働して前記基板の交換を行うように、
   進退可能で且つ、前記第１の支持部材により前記基板の
   １つが前記第１の位置で支持された状態において、前記
   基板の他の１つを前記載置台上方で且つ前記第１の位置
   に対して上下に重なる第２の位置で支持可能に配設され
   た複数の第２の支持部材と、を具備することを特徴とす
   る半導体処理装置の基板支持機構。
2. 【請求項２】前記第１の支持部材は前記載置台の外側に
   配設されることを特徴とする請求項１に記載の半導体処
   理装置の基板支持機構。
3. 【請求項３】前記第１の支持部材の夫々は、退避状態に
   おいて蓋によりカバーされた状態でシールド部材中に収
   容されることを特徴とする請求項２に記載の半導体処理
   装置の基板支持機構。
4. 【請求項４】前記第１の支持部材は、夫々が進退可能な
   支持棒と前記支持棒の先端に配設された張出し部材とか
   らなり、複数の前記張出し部材は前記載置台の上方に張
   出す位置において協働して前記基板の１つを支持するこ
   とを特徴とする請求項２に記載の半導体処理装置の基板
   支持機構。
5. 【請求項５】前記張出し部材は、前記支持棒の回転によ
   り、前記載置台の上方に張出す位置と前記載置台の上方
   から退避する位置との間で移動されることを特徴とする
   請求項４に記載の半導体処理装置の基板支持機構。
6. 【請求項６】前記支持棒は、退避状態において前記張出
   し部材によりカバーされた状態でシールド部材中に収容
   されることを特徴とする請求項４または５に記載の半導
   体処理装置の基板支持機構。
7. 【請求項７】前記第２の支持部材は前記載置台の内側に
   配設されることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか
   に記載の半導体処理装置の基板支持機構。
8. 【請求項８】前記第１の位置は前記第２の位置よりも上
   方にあり、前記第１及び第２の位置には夫々未処理及び
   処理済みの基板が支持されることを特徴とする請求項１
   乃至７のいずれかに記載の半導体処理装置の基板支持機
   構。
9. 【請求項９】請求項１乃至８のいずれかに記載の基板支
   持機構を使用した基板交換方法であって、 前記基板の１つである第１の基板を前記搬送部材に保持
   する一方、前記第１の支持部材を進出位置に配置する工
   程と、 前記搬送部材を前記載置台の上方の所定位置に進出させ
   た後、前記第１の基板を前記搬送部材から前記第１の支
   持部材上に移載する第１の移載工程と、 前記第１の支持部材により前記第１の基板を前記第１の
   位置に支持した状態において、前記基板の別の１つであ
   る第２の基板を前記第２の支持部材により前記第２の位
   置に支持する工程と、 前記搬送部材を前記載置台の上方の所定位置に進出させ
   た後、前記第２の基板を前記第２の支持部材から前記搬
   送部材上に移載する第２の移載工程と、を具備すること
   を特徴とする半導体処理装置の基板交換方法。
10. 【請求項１０】前記搬送部材は第１及び第２の保持部を
    有し、前記第１及び第２の移載工程を同時に行うことを
    特徴とする請求項９に記載の半導体処理装置の基板交換
    方法。
11. 【請求項１１】被処理基板に対して半導体処理を施すた
    めの装置であって、 ゲートを介して前記基板を搬出入可能で且つ減圧雰囲気
    に設定可能なロードロック室と、 前記ロードロック室にゲートを介して接続され且つ減圧
    雰囲気に設定可能な搬送室と、 前記搬送室にゲートを介して接続され且つ減圧雰囲気で
    前記半導体処理を行うための処理室と、 前記ロードロック室と前記処理室との間で前記基板を搬
    送するために前記搬送室内に配設された搬送部材と、を
    具備し、前記ロードロック室は、前記基板の１つを夫々
    支持可能で且つ上下に重なる第１及び第２の支持レベル
    を有すると共に、前記第１及び第２の支持レベルを貫通
    して上下に移動可能で且つ前記基板を支持可能な複数の
    支持ピンを具備することを特徴とする半導体処理装置。
12. 【請求項１２】前記第１及び第２の支持レベルの夫々
    は、前記基板を支持する開閉可能な一対のフィンガによ
    り規定され、前記フィンガは閉状態において前記基板を
    支持し、開状態において前記基板が前記一つのフィンガ
    間を上下に通過することを許容することを特徴とする請
    求項１１に記載の半導体処理装置。
13. 【請求項１３】被処理基板に対して半導体処理を施すた
    めの装置であって、 ゲートを介して前記基板を搬出入可能で且つ減圧雰囲気
    に設定可能な第１のロードロック室と、 ゲートを介して前記基板を搬出入可能で且つ減圧雰囲気
    に設定可能であると共に、前記第１のロードロック室に
    対して上下に重なるように配設された第２のロードロッ
    ク室と、 前記第１及び第２のロードロック室にゲートを介して接
    続され且つ減圧雰囲気に設定可能な搬送室と、 前記搬送室にゲートを介して接続され且つ減圧雰囲気で
    前記半導体処理を行うための処理室と、 前記第１及び第２のロードロック室と前記処理室との間
    で前記基板を搬送するために前記搬送室内に配設され
    た、上下動可能な搬送部材と、を具備することを特徴と
    する半導体処理装置。
14. 【請求項１４】複数の被処理基板を収納するカセットと
    半導体処理装置との間で前記基板を搬送するための装置
    であって、 前記基板の１つを載置する上フィンガを有する上フォー
    クと、 前記基板の１つを載置する下フィンガを有する下フォー
    クと、 前記上下フォークを駆動するための駆動部と、を具備
    し、前記駆動部は、前記上下フォークを一体的に上下動
    可能且つ回転可能且つ水平に直線摺動可能に駆動すると
    共に、前記上下フィンガが同一平面上に位置する状態と
    同一平面上に位置しない状態との間で前記上下フォーク
    を相対的に上下動可能に駆動することを特徴とする基板
    搬送装置。