JP2001185598A

JP2001185598A - 基板処理装置

Info

Publication number: JP2001185598A
Application number: JP36723999A
Authority: JP
Inventors: Hiroki Nakayama; 広樹中山; Yoshihiro Katsumata; 好弘勝俣; Nobuyuki Takahashi; 信行高橋
Original assignee: Anelva Corp
Current assignee: Canon Anelva Corp
Priority date: 1999-12-24
Filing date: 1999-12-24
Publication date: 2001-07-06
Anticipated expiration: 2019-12-24
Also published as: JP4451952B2

Abstract

(57)【要約】【課題】雰囲気汚損防止用のバッファチャンバーを備
えた実用的な基板処理装置を提供する。【解決手段】搬送チャンバー１の周囲の一つの処理チ
ャンバー２はバッファチャンバー５を介して搬送チャン
バー１に接続されている。搬送チャンバー１内にはバッ
ファチャンバー５との間で基板９を搬送する第一ロボッ
ト１２が設けられ、バッファチャンバー５内には隣接す
る処理チャンバー２との間で基板９を搬送する第二ロボ
ット５２が設けられている。バッファチャンバー５は、
基板９を二枚係留する係留具５３と、係留具５３を移動
させて基板９の受け渡しを行わせる移動機構５５と、処
理後に基板９を加熱する加熱機構５６及び加熱後に基板
９を冷却する冷却機構５７に兼用される基板ステージ５
４とを有する。バッファチャンバー５内は、水クライオ
ポンプ５１１を備えた排気系５１により搬送チャンバー
１よりも低い圧力に維持される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本願の発明は、基板に対し所
定の処理を施す装置、特に、雰囲気汚染の防止を主な目
的として設けられるバッファチャンバーを備えた基板処
理装置にするものである。

【０００２】

【従来の技術】基板に対し所定の処理を施す装置は、ス
パッタリング装置や化学蒸着（ＣＶＤ）装置等の薄膜作
成装置、エッチング装置、表面酸化装置、表面窒化装置
等として知られている。このような基板処理装置は、所
定の雰囲気中で基板の処理を行うため、気密な処理チャ
ンバーを備えている。そして、基板処理装置は、異なる
処理を連続的に行ったり、生産性を高めたりする目的か
ら、複数の処理チャンバーを備えることが多い。

【０００３】また、処理チャンバー内が周囲の雰囲気に
直接開放されることなく基板の搬入搬出を可能にするた
め、ロードロックチャンバーが設けられることも多い。
ロードロックチャンバーは、処理チャンバーに対して気
密に接続され、基板は、ロードロックチャンバーを経由
して、大気側と処理チャンバー内との間を搬送される。
このような基板処理装置において、処理チャンバー内を
その処理に応じた所定の雰囲気にするため、所定のガス
を処理チャンバー内に導入するガス導入系や、処理チャ
ンバー内を排気する排気系が設けられる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述したような基板処
理装置では、処理チャンバー内の雰囲気の汚損を防止す
ることが重要な課題となっている。処理チャンバー内の
雰囲気の汚損とは、処理チャンバー内のガス成分が望ま
しいものになっていない場合を広く意味し、例えば基板
の表面を汚損するガス分子や微粒子が処理チャンバー内
に混入するような場合をいう。雰囲気の汚損が発生する
と、処理の品質が損なわれたり、または、処理前又は処
理後に基板が汚損されることにより、基板から産出され
る製品の歩留まりを低下させたりする問題が生ずる。

【０００５】処理チャンバーの雰囲気の汚損を防止する
効果的な構成として、処理チャンバー同士を直接接続せ
ずに、バッファチャンバーを介して接続する構成が挙げ
られる。バッファチャンバーは、内部を排気する排気系
を備え、ゲートバルブを介して処理チャンバーに気密に
接続される。処理チャンバー内のガスは、バッファチャ
ンバーを経由しなければ他の処理チャンバーに到達しな
いので、他の処理チャンバーの雰囲気が汚損されること
が抑制される。

【０００６】しかしながら、従来、バッファチャンバー
を備えた実用的な基板処理装置の構成が提供されていな
かった。例えば、バッファチャンバーがあるために基板
の搬送に要する時間が長くなって生産性が低下したり、
雰囲気汚損防止効果が充分に得られなかったりすること
があった。本願の発明は、かかる課題を解決するために
なされたものであり、雰囲気汚損防止用のバッファチャ
ンバーを備えた実用的な基板処理装置を提供する技術的
意義を有する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本願の請求項１記載の発明は、内部で基板を処理す
る複数の処理チャンバーが搬送チャンバーを介して気密
に接続された基板処理装置であって、搬送チャンバーと
一つの処理チャンバーとの間には、排気系を備えたバッ
ファチャンバーが気密に設けられており、搬送チャンバ
ー内には、搬送チャンバーとこのバッファチャンバーと
の間で基板を搬送する主搬送機構が設けられているとと
もに、バッファチャンバー内には、バッファチャンバー
と前記一つの処理チャンバーとの間で基板を搬送する副
搬送機構が設けられており、さらに、前記バッファチャ
ンバー内には、基板を二枚以上係留することが可能な係
留具が設けられているという構成を有する。また、上記
課題を解決するため、請求項２記載の発明は、内部で基
板を処理する複数の処理チャンバーが搬送チャンバーを
介して気密に接続された基板処理装置であって、搬送チ
ャンバーと一つの処理チャンバーとの間には、排気系を
備えたバッファチャンバーが気密に設けられており、搬
送チャンバー内には、搬送チャンバーとこのバッファチ
ャンバーとの間で基板を搬送する主搬送機構が設けられ
ているとともに、バッファチャンバー内には、バッファ
チャンバーと前記一つの処理チャンバーとの間で基板を
搬送する副搬送機構が設けられており、さらに、前記バ
ッファチャンバー内には、基板を係留することが可能な
係留具と、係留具を移動させて基板の受け渡しを行わせ
る移動機構が設けられているという構成を有する。ま
た、上記課題を解決するため、請求項３記載の発明は、
内部で基板を処理する複数の処理チャンバーが搬送チャ
ンバーを介して気密に接続された基板処理装置であっ
て、搬送チャンバーと一つの処理チャンバーとの間に
は、排気系を備えたバッファチャンバーが気密に設けら
れており、搬送チャンバー内には、搬送チャンバーとこ
のバッファチャンバーとの間で基板を搬送する主搬送機
構が設けられているとともに、バッファチャンバー内に
は、バッファチャンバーと前記一つの処理チャンバーと
の間で基板を搬送する副搬送機構が設けられており、前
記バッファチャンバー内を排気する前記排気系は、水を
吸着排気するクライオポンプを備えているという構成を
有する。また、上記課題を解決するため、請求項４記載
の発明は、内部で基板を処理する複数の処理チャンバー
が搬送チャンバーを介して気密に接続された基板処理装
置であって、搬送チャンバーと一つの処理チャンバーと
の間には、排気系を備えたバッファチャンバーが気密に
設けられており、搬送チャンバー内には、搬送チャンバ
ーとこのバッファチャンバーとの間で基板を搬送する主
搬送機構が設けられているとともに、バッファチャンバ
ー内には、バッファチャンバーと前記一つの処理チャン
バーとの間で基板を搬送する副搬送機構が設けられてお
り、前記バッファチャンバー内には、前記一つの処理チ
ャンバーで処理された後の基板を加熱して基板の表面に
付着したガスを脱離させる加熱機構が設けられていると
いう構成を有する。また、上記課題を解決するため、請
求項５記載の発明は、前記請求項４の構成において、前
記バッファチャンバー内には、前記加熱機構による加熱
の後に基板を冷却する冷却機構が設けられているという
構成を有する。また、上記課題を解決するため、請求項
６記載の発明は、前記請求項１乃至５いずれかの構成に
おいて、前記バッファチャンバー内を排気する前記排気
系は、前記搬送チャンバーより圧力が低くなるよう排気
するものであるという構成を有する。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本願発明の実施の形態につ
いて説明する。図１は、本願発明の実施形態に係る基板
処理装置の平面図、図２は、図１に示す装置の側面断面
概略図である。図１に示す装置は、クラスターツール型
のマルチチャンバー基板処理装置になっている。即ち、
中央に搬送チャンバー１が配置され、その周囲に複数の
処理チャンバー２及びロードロックチャンバー３が配置
されている。複数の処理チャンバー２及びロードロック
チャンバー３は、ゲートバルブ４を介して搬送チャンバ
ー１に気密に設けられている。各チャンバー１，２，３
は、気密な真空容器であり、内部を排気する排気系１
１，２１，３１を備えている。

【０００９】図１に示すように、本実施形態では、平面
視が方形の搬送チャンバー１が設けられており、その三
辺に処理チャンバー２が接続され、残りの一辺にロード
ロックチャンバー３が接続されている。また、搬送チャ
ンバー１内には、主搬送機構としての第一ロボット１２
が設けられている。第一ロボット１２は、多関節型のロ
ボットであり、上面に基板９を載せて保持するエンドエ
フェクタ１３を先端に備えたアーム１４を有する。第一
ロボット１２は、アーム１４の伸縮運動、回転運動、上
下運動をそれぞれ行って基板９を所定の位置に搬送する
ようになっている。

【００１０】本実施形態の装置の大きな特徴点の一つ
は、三つの処理チャンバー２のうちの一つが、バッファ
チャンバー５を介して搬送チャンバー１に接続されてい
る点である。図１及び図２に示す通り、バッファチャン
バー５の両側には、ゲートバルブ４がそれぞれ設けられ
ており、ゲートバルブ４を介して搬送チャンバー１及び
処理チャンバー２に接続されている。バッファチャンバ
ー５は、排気系５１を備えた気密な真空容器である。図
２に示すように、バッファチャンバー５内には、副搬送
機構としての第二ロボット５２と、基板９を二枚係留す
ることが可能な係留具５３と、上面に基板９が載置され
る基板ステージ５４とが設けられている。

【００１１】第二ロボット５２は、第一ロボット１２と
同様に、多関節型のロボットであり、アーム５２２の伸
縮、回転、上下運動を行って基板９を搬送する。尚、第
二ロボット５２は第一ロボット１２より可動範囲が狭く
て良い場合があり、このような場合には第一ロボット１
２より小型のものが第二ロボット５２として使用される
ことがある。

【００１２】係留具５３は、図２に示すように棚状の部
材であり、上棚板５３１と、下棚板５３２と、上棚板５
３１と下棚板５３２とをつなぐ端板５３３とから成って
いる。上棚板５３１及び下棚板５３２には、図２に示す
ような切り欠きが設けられている。切り欠きは、前述し
た第一ロボット１２及び第二ロボット５２のエンドエフ
ェクタ１３，５２１の先端部とほぼ同じ形状になってい
る。後述するように、第一ロボット１２又は第二ロボッ
ト５２と係留具５３との間で基板９の受け渡しを行う場
合、エンドエフェクタ１３，５２１は、その先端部が、
上棚板５３１又は下棚板５３２の切り欠きを通過して上
下動するようになっている。

【００１３】上記係留具５３には、移動機構５５が付設
されている。移動機構５５は、係留具５３を支持する支
柱５５１と、支柱５５１を回転及び上下させる駆動部５
５２とから主に構成されている。駆動部５５２は、バッ
ファチャンバー５の外に配置されており、支柱５５１
は、バッファチャンバー５の器壁を気密に貫通してい
る。貫通部分には、支柱５５１の回転及び上下動を許容
ししつ真空封止するメカニカルシール等の封止部材が設
けられている。

【００１４】また、基板ステージ５４には、加熱機構５
６及び冷却機構５７が設けられている。基板ステージ５
４は、銅などの熱伝導性の良い部材で形成されており、
内部に空洞が設けられている。加熱機構５６は、基板ス
テージ５４内の空洞に熱媒を流通させて基板ステージ５
４を加熱し、これによって基板ステージ５４上の基板９
を加熱する構成となっている。また、冷却機構５７は、
基板ステージ５４内の空洞に冷媒を流通させて基板ステ
ージ５４を冷却し、これによって基板ステージ５４上の
基板９を冷却する構成となっている。加熱機構５６の配
管と、冷却機構５７の配管とは、切り替え弁５８を介し
て接続され、接続部分から基板ステージ５４に向かって
主配管が延びている。切り替え弁５８の切り替えによ
り、基板ステージ５４内の空洞に熱媒を流通させるの
か、冷媒を流通させるのかを切り替えるようになってい
る。

【００１５】バッファチャンバー５内を排気する排気系
５１の構成も、本実施形態の装置の大きな特徴点となっ
ている。本実施形態では、排気系５１は、水クライオポ
ンプ５１１と、ターボ分子ポンプ５１２とを組み合わせ
た構成となっている。ターボ分子ポンプ５１２は、バッ
ファチャンバー５内を排気する役割と、水クライオポン
プ５１１に対して適切な背圧を与える役割がある。水ク
ライオポンプ５１１は、クライオポンプの一種である
が、水を効率良く吸着排気できるよう、バッフル又はク
ライオパネルは、１５０Ｋ以下に冷却される。このよう
な水クライオポンプ５１１としては、アネルバ株式会社
製ＲＤ−１３０等が使用できる。尚、水クライオポンプ
５１１と組み合わせる真空ポンプとしては、ターボ分子
ポンプ５１２の他、メカニカルポンプ等でもよい。

【００１６】また、バッファチャンバー５は、内部にガ
スを導入するガス導入系５９を備えている。ガス導入系
５９は、Ａｒ等のような基板９を汚損しないガスを導入
するようになっている。

【００１７】次に、処理チャンバー２の構成について説
明する。処理チャンバー２の構成は、処理の内容による
ことは言うまでもない。図２には、一例としてプラズマ
ＣＶＤを行う場合の構成が示されている。図２に示す処
理チャンバー２は、処理チャンバー２内に所定のプロセ
スガスを導入するガス導入系２２と、上面に基板９を載
置して保持する基板ホルダー２３と、基板ホルダー２３
に対向するようにして設けた高周波電極２４と、高周波
電極２４に高周波電圧を印加して高周波放電を生じさせ
プロセスガスのプラズマを形成する高周波電源２５とを
備えている。例えば、アモルファスシリコン膜を作成す
る処理を行う場合、シランと水素の混合ガスをプロセス
ガスとして導入してプラズマを形成する。プラズマ中で
シランが分解し、基板９の表面に水素化アモルファスシ
リコン膜が作成される。

【００１８】また、エッチングを行う場合、図２に示す
構成において、ガス導入系２２の構成を、フッ素系ガス
等のエッチング作用のあるガスを導入するよう変更す
る。必要に応じて基板９にバイアス電圧を与えてフッ素
系イオンを基板９に入射させ、反応性イオンエッチング
を行う場合もある。

【００１９】さらに、スパッタリングを行う場合、図２
に示す構成において、ガス導入系２２がアルゴン等のス
パッタ率の高いガスを導入するようにするとともに、高
周波電極２４に変え、スパッタリングカソードを設け
る。スパッタリングカソードは、作成する薄膜の材料か
ら成るターゲットと、ターゲットの背後に位置するマグ
ネトロン放電用の磁石とから構成される。

【００２０】ロードロックチャンバー３は、一時的に基
板９を保持する基板保持台３２とを備えている。基板保
持台３２は、昇降ピン等の受け渡し機構３３を備えてい
る。また、本実施形態の装置は、装置の各部を制御する
不図示の主制御部が設けられている。主制御部は、制御
プログラムを記憶した記憶部、記憶部に記憶された制御
プログラムに従い各部に制御信号を送る出力部、各部の
動作を監視する不図示の各モニタの信号を受け取って各
部の動作を監視する監視部等から構成されている。

【００２１】次に、本実施形態の装置の全体の動作につ
いて説明する。未処理の基板９は、大気側に配置された
不図示のカセット（以下、外部カセット）に収容されて
いる。不図示のオートローダは、外部カセットから未処
理の基板９を取り出し、ロードロックチャンバー３に搬
入する。基板９は、受け渡し機構３３によって基板保持
台３２に保持される。この基板９は、搬送チャンバー１
内の第一ロボット１２によってロードロックチャンバー
３から取り出され、いずれかの処理チャンバー２に送ら
れて処理される。その処理チャンバー２での処理が終了
すると、第一ロボット１２が基板９をその処理チャンバ
ー２から取り出し、次の処理を行う処理チャンバー２に
送る。このようにして順次基板９に対して処理を行い、
最後の処理が終了した基板９は、再びロードロックチャ
ンバー３に搬送される。そして、不図示のオートローダ
によって外部カセットに戻される。

【００２２】上記動作において、バッファチャンバー５
が介在された処理チャンバー２には、バッファチャンバ
ー５を経由して基板９が搬送される。この処理チャンバ
ー（以下、バッファ経由チャンバーと呼ぶ）２と搬送チ
ャンバー１との間の基板９の搬送動作は、本実施形態の
装置の技術的意義と密接な関連を有する。以下、この点
について図３から図５を使用して説明する。図３から図
５は、バッファチャンバー５を経由した基板９の搬送動
作について説明する図である。図３から図５において、
ａ〜ｉのアルファベットの順で動作が進行する。尚、各
ａ〜ｉにおいて、（１）は平面概略図、（２）は側面概
略図である。各ａ〜ｉの（２）の側面概略図では、第二
ロボット５２の図示は省略されている。

【００２３】まず、図３（ａ）に示すように、バッファ
経由チャンバー２内には基板９が配置されおらず、バッ
ファチャンバー５内の係留具５３にも基板９が全く係留
されていない状態を初期状態とする。尚、図３中の点線
は、搬送基準ラインの高さを示している。搬送基準ライ
ンは、各ゲートバルブ４が開閉する基板通過用の開口が
位置する高さに相当している。説明の都合上、係留具５
３の上棚板５３１がこの搬送基準ラインの高さになるよ
うな位置を下限位置、下棚板５３２がこの搬送基準ライ
ンの高さになるような位置を上限位置と呼ぶ。初期状態
では、係留具５３は下限位置にある。初期状態におい
て、移動機構５５は、係留具５３を全体に回転させ、バ
ッファチャンバー５と搬送チャンバー１との間のゲート
バルブ４の付近に位置させる。この際、第二ロボット５
２は、回転する係留具５３に干渉しないような姿勢とさ
れる。

【００２４】図３（ａ）に示すように、第一ロボット１
２は、未処理の基板９を係留具５３の上棚板５３１に載
せる。この際、第一ロボット１２は、基板９を保持した
エンドエフェクタ１３を上棚板５３１の上方に位置させ
た後、エンドエフェクタ１３の先端部が上棚板５３１の
切り欠きを通過するようにしてエンドエフェクタ１３を
下降させる。これにより、基板９が上棚板５３１に載
る。その後、図３（ｂ）に示すように、移動機構５５
は、係留具５３を反対向きに回転させ、バッファチャン
バー５の側壁付近に位置させる。

【００２５】次に、図３（ｃ）に示すように、第二ロボ
ット５２が係留具５３の上棚板５３１から受け取る。こ
の際、第二ロボット５２のエンドエフェクタ５２１を上
棚板５３１の下方に進入させ、上棚板５３１の切り欠き
を丁度通過するようにしてエンドエフェクタ５２１を上
昇させる。これにより、エンドエフェクタ５２１の上に
基板９が載る。その後、第二ロボット５２は、図３
（ｄ）に示すように、基板９をバッファ経由チャンバー
２に搬送する。

【００２６】バッファ経由チャンバー２内での処理の
間、次の未処理の基板９をバッファチャンバー５内に係
留する作業を行う。即ち、図４（ｅ）に示すように、移
動機構５５によって係留具５３を回転させ、第一ロボッ
ト１２が次の未処理の基板９を上棚板５３１に載せる。
その後、移動機構５５は、係留具５３を逆向きに回転さ
せ、元の姿勢に戻す。

【００２７】次に、バッファ経由チャンバー２内での処
理が終了すると、図４（ｆ）に示すように、第二ロボッ
ト５２がこの処理済みの基板９を取り出す。そして、第
二ロボット５２は、この処理済みの基板９を基板ステー
ジ５４（図３から図５中不図示）に載置する。基板ステ
ージ５４は加熱機構５６によって所定の温度に加熱され
ており、基板ステージ５４に載置された処理済みの基板
９は所定の温度まで加熱される。その後、前述したよう
に、切り替えバルブによって冷却機構５７に切り替えら
れ、基板９は室温程度の温度まで冷却される。冷却され
た基板９は、第二ロボット５２により、係留具５３の下
棚板５３２に載せられる。

【００２８】そして、図４（ｈ）に示すように、移動機
構５５が係留具５３を下降させ、下限位置に位置させ
る。次に、図５（ｉ）に示すように、第二ロボット５２
が上棚板５３１にある未処理の基板９を受け取り、図５
（ｊ）に示すようにバッファ経由チャンバー２に搬送す
る。

【００２９】バッファ経由チャンバー２での処理の間、
処理済みをバッファチャンバー５から取り出す作業が行
われる。即ち、図５（ｋ）に示すように、移動機構５５
が係留具５３を上限位置まで上昇させた後に回転させ、
搬送チャンバー１との境界部分のゲートバルブ４の付近
に位置させる。そして、ゲートバルブ４が開いて第一ロ
ボット１２が処理済みの基板９を搬送チャンバー１に取
り出す。そして、前述したように、次の処理チャンバー
２又はロードロックチャンバー３にこの基板９を搬送す
る。尚、処理済みの基板９を基板ステージ５４に載置し
て加熱及び冷却する動作は、未処理の基板９をバッファ
経由チャンバー２に搬送した後の処理中の時間を利用し
て行われる場合もある。

【００３０】さらに、図５（ｌ）に示すように、係留具
５３を下限位置に位置させた後に回転させ、搬送チャン
バー１との境界部分のゲートバルブ４の付近に位置させ
る。その後、第一ロボット１２が次の未処理の基板９を
上棚板５３１に載せる。以後の手順は、前述した（ｂ）
〜（ｋ）に示すものと同様である。

【００３１】上記説明から解る通り、本実施形態では、
係留具５３の上棚板５３１で未処理の基板９を係留し、
下棚板５３２で処理済みの基板９を係留している。この
ため、生産性の向上が図られている。係留具５３が一枚
の基板９のみを係留する構成であると、処理済みの基板
９をバッファチャンバー５を経由して搬送チャンバー１
に戻してから次の未処理の基板９を同じくバッファチャ
ンバー５を経由して搬送チャンバー１に送るようにせざ
るを得ない。この構成では、搬送に要する時間が長くな
る。本実施形態の構成では、搬送動作の一部を、バッフ
ァ経由チャンバー２での処理時間内に行うので、時間が
節約でき、生産性が向上している。

【００３２】上記構成において、係留具５３を、三枚又
はそれ以上の基板９を係留する構成としてもよい。但
し、バッファ経由チャンバー２が枚葉式、即ち、基板９
を一枚ずつ搬入して処理する構成である場合、バッファ
チャンバー５での係留数を多くしても、徒に構造が複雑
になるだけであまり意味がない。二枚の基板９を係留で
きる構造が、必要充分であり、構造的にもシンプルにで
きる。また、上記動作において、搬送チャンバー１とバ
ッファチャンバー５との境界部分のゲートバルブ４が開
閉する基板通過用の開口の高さ方向の幅が大きければ、
係留具５３の上下動が不要な場合もある。

【００３３】上記動作において、バッファチャンバー５
内の圧力は、搬送チャンバー１内の圧力よりも常に低く
なるよう制御されている。主制御部は、各排気系１１，
５１を制御し、バッファチャンバー５内が搬送チャンバ
ー１内より常に低い圧力になるようにしている。また、
必要に応じてガス導入系５９を動作させ、バッファチャ
ンバー５内が搬送チャンバー１内より低圧になるように
する。他の構成として、差動排気によってバッファチャ
ンバー５を搬送チャンバー１内より低圧にしてもよい。
即ち、バッファチャンバー５の排気系５１の排気速度
が、搬送チャンバー１の排気系１１の排気速度より常に
高くなるようにしても良い。

【００３４】搬送チャンバー１及びバッファチャンバー
５には、それぞれ不図示の真空計が設けられており、そ
の計測値が主制御部に送られる。主制御部は、各真空計
の計測値から、バッファチャンバー５内が搬送チャンバ
ー１内より圧力が低くなっているかどうかを監視する。
これを確認した上で、バッファチャンバー５と搬送チャ
ンバー１との間のゲートバルブ４を開ける。このよう
に、バッファチャンバー５内を搬送チャンバー１内より
低圧に維持する構成は、バッファチャンバー５から搬送
チャンバー１へのプロセスガスやパーティクル（基板を
汚損する微粒子の総称）の進入を抑制する技術的意義を
有する。

【００３５】上記本実施形態の動作において、処理後に
基板９を加熱する構成は、本実施形態の別の大きな特徴
点となっている。処理後に基板９を加熱する構成は、バ
ッファ経由チャンバー２内のプロセスガスが他の処理チ
ャンバー２に運ばれてその処理チャンバー２の雰囲気を
汚損するのを、効果的に防止している。即ち、バッファ
経由チャンバー２内に存在するプロセスガス分子は基板
９の表面に付着することがあり、そのようなプロセスガ
ス分子が付着した基板９がバッファ経由チャンバー２か
ら搬出されると、他の処理チャンバー２の雰囲気を汚損
することがある。つまり、そのようなプロセスガス分子
が付着した基板９が当該他の処理チャンバー２に搬送さ
れて当該他の処理チャンバー２内でガス分子が脱離した
り、搬送チャンバー１内で脱離したガス分子が当該他の
処理チャンバー２に移動した場合には、そのガス分子に
より当該他の処理チャンバー２内の雰囲気が汚損される
ことになる。本実施形態では、上述したように処理済み
の基板９を加熱するので、付着したガス分子の脱離が促
進される。このため、上述したような雰囲気汚損が防止
される。加熱の温度は、付着しているガスの種類や圧力
にもよるが、例えば２００〜２５０℃程度である。加熱
時間は、０．５〜１分程度である。

【００３６】尚、バッファチャンバー５内に加熱機構５
６が設けられている点は、処理チャンバー２の数を節約
したり装置の大型化を抑制したりする技術的意義があ
る。即ち、バッファチャンバー５内に加熱機構５６が無
い場合、バッファ経由チャンバー２以外の処理チャンバ
ー２を加熱チャンバーとして上記処理後の加熱工程を行
うことになり、処理チャンバー２を一つ余計に使うこと
になってしまう。処理チャンバー２の数が限られている
場合には他の処理が行えなくなる問題が生じるし、さら
に処理チャンバー２の数を増やすと、装置が大型化する
問題が生ずる。バッファチャンバー５内に加熱機構５６
を設ければ、このような問題は無い。

【００３７】また、他の処理チャンバー２で脱ガスを行
うと、少なくとも搬送チャンバー１にはプロセスガスが
運ばれてしまう恐れがある。しかし、バッファチャンバ
ー５内で脱ガスを行うと、プロセスガスはバッファチャ
ンバー５の排気系５１によって排出されるので、搬送チ
ャンバー１や他の処理チャンバー２にプロセスガスが運
ばれるのが未然に防止される。

【００３８】冷却機構５７によって冷却する構成は、そ
の後の基板９の取り扱いを容易にする技術的意義があ
る。即ち、基板９が冷却されると、第一ロボット１２の
エンドエフェクタ１３等の基板９を保持する部材の耐熱
性が低い場合でも、すぐに基板９の保持動作を行うこと
ができる。尚、バッファ経由チャンバー２の次に基板９
が搬送される処理チャンバー２で基板９を室温より高く
して処理する場合や、装置外に取り出されるまでの過程
で充分に自然冷却される場合、前述した冷却機構５７に
よる冷却は省略されることがある。

【００３９】また、水クライオポンプ５１１を使用する
ことは、バッファチャンバー５の採用をより効果的にす
る技術的意義がある。前述したように、バッファチャン
バー５は、処理チャンバー２内の雰囲気の相互汚損の防
止という技術的意義を有する。ここで、処理チャンバー
２内のプロセスガスは、前述したように、スパッタリン
グであれば例えばアルゴンや窒素、アモルファスシリコ
ンＣＶＤであれば例えばシラン系ガス、エッチングであ
れば例えばフッ素系ガスである。このようなプロセスガ
スは、それぞれの処理チャンバー２内の排気系でも排気
される上、搬送チャンバー１やバッファチャンバー５の
排気系によっても排気される。バッファチャンバー５の
排気系では、特にターボ分子ポンプ５１２がこれらプロ
セスガスの排気に重要な役割を果たす。

【００４０】一方、基板９を汚損する恐れのあるガスに
は、これらのプロセスガスの他、水（水蒸気）が挙げら
れる。水分子は、大気に開放されるロードロックチャン
バー３を経由して装置内に取り込まれたり、基板９の表
面に付着して装置内に持ち込まれたりすることがある。
このような水分子が基板９の表面に付着した状態で加熱
等を行うと、基板９の表面が酸化され、導通性の悪化等
の問題が生じる。また、基板９の表面に絶縁膜が存在し
ている場合、その絶縁膜に水分子が取り込まれて絶縁性
が低下するという問題が生じることもある。本実施形態
の装置では、バッファチャンバー５に水クライオポンプ
５１１が設けらており、水分子が効率良く排気されるよ
うになっている。このため、上述したような水分子が基
板９に付着することによる問題が抑制される。

【００４１】上述した構成及び動作に係る本実施形態の
装置では、バッファチャンバー５内に基板９を二枚係留
することが可能な係留具５３が設けられているので、基
板９の搬送に要する時間が全体として短くでき、このた
め、生産性の向上に寄与できる。また、係留具５３を移
動させて基板９の受け渡しを行わせる移動機構５５が設
けられているので、第一ロボット１２及び第二ロボット
５２の可動範囲が小さくて済み、機構が大がかりなるこ
とがない。このため、装置全体も小型化される。

【００４２】尚、前述した実施形態では、クラスターツ
ール型のチャンバーレイアウトであったが、チャンバー
を搬送ラインに沿って縦設するインライン型の装置であ
っても良い。さらに、バッファチャンバー５は、一つの
処理チャンバー２と搬送チャンバー１との間に介在され
たのみであったが、他の処理チャンバー２との間にも設
けるようにしても良い。

【００４３】

【発明の効果】以上説明した通り、本願の請求項１記載
の発明によれば、バッファチャンバー内に基板を二枚以
上係留することが可能な係留具が設けられているので、
基板の搬送に要する時間が全体として短くでき、このた
め、生産性の向上に寄与できる。また、請求項２記載の
発明によれば、係留具を移動させて基板の受け渡しを行
わせる移動機構が設けられているので、主搬送機構又は
副搬送機構の可動範囲が比較的小さくて済み、機構が大
がかりなることがない。このため、装置全体も小型化さ
れる。また、請求項３記載の発明によれば、バッファチ
ャンバー内を排気する排気系が、水を吸着排気するクラ
イオポンプを備えているので、基板の表面に水分子が付
着することにより生ずる問題が抑制される。また、請求
項４記載の発明によれば、処理チャンバーで処理された
後の基板を加熱して基板の表面の吸着ガスを脱離させる
加熱機構が設けられているので、基板の表面を経由した
雰囲気の汚損が効果的に抑制される。また、バッファチ
ャンバー内に加熱機構が設けられているので、他に加熱
用のチャンバーを設ける必要がなく、装置の大型化等が
抑制できる。また、請求項５記載の発明によれば、上記
請求項４の効果に加え、加熱後に基板を冷却できるの
で、その後の基板の取り扱いが容易になる。また、バッ
ファチャンバー内に冷却機構が設けられているので、他
に冷却用のチャンバーを設ける必要がなく、装置の大型
化等が抑制できる。また、請求項６記載の発明によれ
ば、上記各請求項の効果に加え、バッファチャンバー内
が搬送チャンバーより圧力が低くなるよう排気されるの
で、搬送チャンバー内のガスやパーティクルが搬送チャ
ンバーに到達するのが抑制される。このため、バッファ
チャンバーを経由した他の処理チャンバーの雰囲気の汚
損を抑制する効果がさらに高く得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明の実施形態に係る基板処理装置の平面
図である。

【図２】図１に示す装置の側面断面概略図である。

【図３】バッファチャンバー５を経由した基板９の搬送
動作について説明する図である。

【図４】バッファチャンバー５を経由した基板９の搬送
動作について説明する図である。

【図５】バッファチャンバー５を経由した基板９の搬送
動作について説明する図である。

【符号の説明】

１搬送チャンバー１２主搬送機構としての第一ロボット２処理チャンバー３ロードロックチャンバー４ゲートバルブ５バッファチャンバー５１排気系５１１水クライオポンプ５１２ターボ分子ポンプ５２副搬送機構としての第二ロボット５３係留具５４基板ステージ５５移動機構５６加熱機構５７冷却機構

───────────────────────────────────────────────────── 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 21/205 Ｈ０１Ｌ 21/302 Ｂ (72)発明者高橋信行東京都府中市四谷５丁目８番１号アネルバ株式会社内Ｆターム(参考） 5F004 BA04 BB13 BB25 BB26 BC02 BC05 BC06 5F031 CA02 FA14 FA15 GA43 GA44 GA50 HA33 MA04 MA06 MA09 MA28 MA29 MA32 NA09 NA20 PA03 5F045 BB14 EB08 EB09 EB15 EG03 EJ02 EN04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内部で基板を処理する複数の処理チャン
バーが搬送チャンバーを介して気密に接続された基板処
理装置であって、搬送チャンバーと一つの処理チャンバーとの間には、排
気系を備えたバッファチャンバーが気密に設けられてお
り、搬送チャンバー内には、搬送チャンバーとこのバッ
ファチャンバーとの間で基板を搬送する主搬送機構が設
けられているとともに、バッファチャンバー内には、バ
ッファチャンバーと前記一つの処理チャンバーとの間で
基板を搬送する副搬送機構が設けられており、さらに、前記バッファチャンバー内には、基板を二枚以
上係留することが可能な係留具が設けられていることを
特徴とする基板処理装置。
【請求項２】内部で基板を処理する複数の処理チャン
バーが搬送チャンバーを介して気密に接続された基板処
理装置であって、搬送チャンバーと一つの処理チャンバーとの間には、排
気系を備えたバッファチャンバーが気密に設けられてお
り、搬送チャンバー内には、搬送チャンバーとこのバッ
ファチャンバーとの間で基板を搬送する主搬送機構が設
けられているとともに、バッファチャンバー内には、バ
ッファチャンバーと前記一つの処理チャンバーとの間で
基板を搬送する副搬送機構が設けられており、さらに、前記バッファチャンバー内には、基板を係留す
ることが可能な係留具と、係留具を移動させて基板の受
け渡しを行わせる移動機構が設けられていることを特徴
とする基板処理装置。
【請求項３】内部で基板を処理する複数の処理チャン
バーが搬送チャンバーを介して気密に接続された基板処
理装置であって、搬送チャンバーと一つの処理チャンバーとの間には、排
気系を備えたバッファチャンバーが気密に設けられてお
り、搬送チャンバー内には、搬送チャンバーとこのバッ
ファチャンバーとの間で基板を搬送する主搬送機構が設
けられているとともに、バッファチャンバー内には、バ
ッファチャンバーと前記一つの処理チャンバーとの間で
基板を搬送する副搬送機構が設けられており、前記バッファチャンバー内を排気する前記排気系は、水
を吸着排気するクライオポンプを備えていることを特徴
とする基板処理装置。
【請求項４】内部で基板を処理する複数の処理チャン
バーが搬送チャンバーを介して気密に接続された基板処
理装置であって、搬送チャンバーと一つの処理チャンバーとの間には、排
気系を備えたバッファチャンバーが気密に設けられてお
り、搬送チャンバー内には、搬送チャンバーとこのバッ
ファチャンバーとの間で基板を搬送する主搬送機構が設
けられているとともに、バッファチャンバー内には、バ
ッファチャンバーと前記一つの処理チャンバーとの間で
基板を搬送する副搬送機構が設けられており、前記バッファチャンバー内には、前記一つの処理チャン
バーで処理された後の基板を加熱して基板の表面に付着
したガスを脱離させる加熱機構が設けられていることを
特徴とする基板処理装置。
【請求項５】前記バッファチャンバー内には、前記加
熱機構による加熱の後に基板を冷却する冷却機構が設け
られていることを特徴とする請求項４記載の基板処理装
置。
【請求項６】前記バッファチャンバー内を排気する前
記排気系は、前記搬送チャンバーより圧力が低くなるよ
う排気するものであることを特徴とする請求項１乃至５
いずれかに記載の基板処理装置。