JP2002324829A

JP2002324829A - 処理システム

Info

Publication number: JP2002324829A
Application number: JP2001214235A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Saeki; 弘明佐伯; Masaki Narishima; 正樹成島
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2001-07-13
Filing date: 2001-07-13
Publication date: 2002-11-08

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】占有スペースをそれ程大きくすることなく、
簡単なプロセスを含めた多種多様な処理を行う。【解決手段】被処理体Ｗに対して所定の処理を行う複
数の処理装置３２Ａ〜３２Ｆと、前記複数の処理装置に
共通に接続された共通搬送室３４と、前記共通搬送室内
に設けられて前記処理装置との間で前記被処理体を搬送
するための第１及び第２の２つの搬送手段４０、４２
と、前記共通搬送室内であって前記２つの搬送手段のそ
れぞれの搬送範囲が重なる範囲内に設置されて、両側が
ゲートバルブ５８Ａ、５８Ｂによって開閉されて密閉空
間となるバッファ部５０、５２と、前記共通搬送室に接
続されて真空引き可能になされたロードロック室３６
Ａ、３６Ｂと、前記ロードロック室に接続された導入側
搬送室３８と、前記導入側搬送室内に設けられて、前記
被処理体を複数収容するカセットと前記ロードロック室
との間で前記被処理体を搬送する導入側搬送手段１２４
とを備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウエハ等の
被処理体に所定の処理を施すための複数の処理装置を有
する処理システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、半導体集積回路を製造するため
にはウエハに対して成膜、エッチング、酸化、拡散等の
各種の処理が行なわれる。そして、半導体集積回路の微
細化及び高集積化によって、スループット及び歩留りを
向上させるために、同一処理を行なう複数の処理装置、
或いは異なる処理を行なう複数の処理装置を、共通の搬
送室を介して相互に結合して、ウエハを大気に晒すこと
なく各種工程の連続処理を可能とした、いわゆるクラス
タ化された処理システム装置が、例えば特開２０００−
２０８５８９号公報や特開２０００−２９９３６７号公
報等に開示されているように、すでに知られている。ま
た、これに関連する発明として、本出願人は特願２００
１−６０９６８を出願している。

【０００３】図８はこのようなクラスタ化された従来の
処理システムの一例を示す概略構成図である。図示する
ように、この処理システム２は、３つの処理装置４Ａ、
４Ｂ、４Ｃと、第１の搬送室６と、予熱機構或いは冷却
機構を兼ね備えた２つのロードロック室８Ａ、８Ｂと、
第２の搬送室１０と２つのカセット収容室１２Ａ、１２
Ｂを有している。上記３つの処理装置４Ａ〜４Ｃは上記
第１の搬送室６に共通に連結され、上記２つのロードロ
ック室８Ａ、８Ｂは、上記第１及び第２の搬送室６、１
０間に並列に介在されている。また、上記２つのカセッ
ト収容室１２Ａ、１２Ｂは、上記第２の搬送室１０に連
結されている。そして、各室間には気密に開閉可能にな
されたゲートバルブＧが介在されている。

【０００４】そして、上記第１及び第２の搬送室６、１
０内には、それぞれ屈伸及び旋回可能になされた多関節
式の第１及び第２搬送アーム１４、１６が設けられてお
り、これにより半導体ウエハＷを保持して搬送すること
により、ウエハＷを移載する。また、第２の搬送室１０
内には、回転台１８と光学センサ２０よりなる位置合わ
せ機構２２が設けられており、カセット収容室１２Ａ或
いは１２Ｂより取り込んだウエハＷを回転してこのオリ
エンテーションフラットやノッチを検出してその位置合
わせを行なうようになっている。

【０００５】半導体ウエハＷの処理に関しては、まず、
Ｎ₂ 雰囲気の大気圧に維持されている第２の搬送室１０
内の第２の搬送アーム１６により、いずれか一方のカセ
ット収容室、例えば１２Ａ内のカセットＣから未処理の
半導体ウエハＷを取り出し、これを第２の搬送室１０内
の位置合わせ機構２２の回転台１８に載置する。そし
て、回転台１８が回転して位置出しを行なっている間、
この搬送アーム１６は動かずに待機している。この位置
合わせ操作に要する時間は、例えば１０〜２０秒程度で
ある。そして、位置合わせ操作が終了すると、この待機
していた搬送アーム１６は再度、この位置合わせ後のウ
エハＷを保持し、これをいずれか一方のロードロック
室、例えば８Ａ内に収容する。このロードロック室８Ａ
内では、必要に応じてウエハを予熱すると同時に、ロー
ドロック室８Ａ内は所定の圧力に真空引きされる。この
予熱或いは真空引きに要する時間は例えば３０〜４０秒
程度である。

【０００６】このように予熱操作が終了したならば、こ
のロードロック室８Ａ内と予め真空状態になされている
第１の搬送室６内とをゲートバルブＧを開いて連通し、
予熱されたウエハＷを第１の搬送アーム１４で把持し、
これを所定の処理装置、例えば４Ａ内に移載して所定の
処理、例えば金属膜や絶縁膜などの成膜処理を行なう。
この時の処理に要する時間は、例えば６０〜９０秒程度
である。処理済みの半導体ウエハＷは、前述した逆の経
路を通り、例えばカセット収容室１２Ａの元のカセット
Ｃ内に収容される。この処理済みのウエハＷを戻すとき
の経路では、例えば他方のロードロック室８Ｂを用い、
ここで所定の温度までウエハＷを冷却して搬送する。こ
の冷却に要する時間及び大気圧に復帰するに要する時間
は３０〜４０秒程度である。また、処理済みのウエハＷ
をカセットＣ内に収容する前には、必要に応じて位置合
わせ機構２２により位置合わせを行なう場合もある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、半導体ウエ
ハ処理の高微細化、高集積化、薄膜化及び多層化の傾向
が進むに従って、集積回路の機能の多様化の要請も多く
なってきた。この場合、図８に示すようなクラスタツー
ル形の処理システムでは処理態様に限りがあり、多種類
の処理を行うことができない、といった問題があった。
また、場合によってはパーティクルや膜厚の測定処理、
或いは表面クリーニング処理のように、成膜処理等と比
較して簡単な装置構成で行うことができる簡単な処理
を、実施したい場合も生ずるが、このような構造が簡単
で、しかもサイズも小型の処理装置を、成膜装置等の大
型の処理装置に代えて搬送室のポートに取り付けたので
は、設置スペース及び処理システム自体の有効利用を図
ることができない、といった問題があった。本発明は、
以上のような問題点に着目し、これを有効に解決すべく
創案されたものである。本発明の目的は、占有スペース
をそれ程大きくすることなく、簡単なプロセスを含めた
多種多様な処理を行うことが可能な処理システムを提供
することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１に規定する発明
は、被処理体に対して所定の処理を行う複数の処理装置
と、前記複数の処理装置に共通に接続された共通搬送室
と、前記共通搬送室内に設けられて前記処理装置との間
で前記被処理体を搬送するための第１及び第２の２つの
搬送手段と、前記共通搬送室内であって前記２つの搬送
手段のそれぞれの搬送範囲が重なる範囲内に設置され
て、両側がゲートバルブによって開閉されて密閉空間と
なるバッファ部と、前記共通搬送室に接続されて真空引
き可能になされたロードロック室と、前記ロードロック
室に接続された導入側搬送室と、前記導入側搬送室内に
設けられて、前記被処理体を複数収容するカセットと前
記ロードロック室との間で前記被処理体を搬送する導入
側搬送手段とを備えたことを特徴とする処理システムで
ある。これによれば、共通搬送室内にてゲートバルブに
より密閉可能に区画されたバッファ部内にて、比較的装
置構成が簡単な種々の処理を行うことが可能となり、設
置スペース及び処理システムの有効利用を図ることが可
能となる。

【０００９】この場合、例えば請求項２に規定するよう
に、前記バッファ部は、前記被処理体を加熱してデガス
処理する加熱機構と前記被処理体を冷却する冷却機構の
内、少なくともいずれか一方を有する。また、例えば請
求項３に規定するように、バッファ部は、前記被処理体
に対して所定の測定を行うための測定機構を有してい
る。また、例えば請求項４に規定するように、前記バッ
ファ部は、前記被処理体の表面に所定の処理を加える表
面処理機構を有している。

【００１０】また、例えば請求項５に規定するように、
前記バッファ部の内部は、前記ゲートバルブを開閉する
ことによって前記共通搬送室内に対して密閉可能になさ
れている。また、例えば請求項６に規定するように、前
記バッファ部と前記ロードロック室は、それぞれ２個設
けられている。また、例えば請求項７に規定するよう
に、前記導入側搬送室には、前記被処理体の位置合わせ
を行う位置合わせ装置が接続されている。

【００１１】また、例えば請求項８に規定するように、
前記各処理装置は、前記２つの搬送手段の内のいずれか
一方の搬送手段によってのみアクセスされるように配置
されている。また、例えば請求項９に規定するように、
前記２つの搬送手段のそれぞれの搬送範囲が重なる範囲
内には、前記被処理体を一時的に保持する保持台が設け
られている。また、例えば請求項１０に規定するよう
に、前記２つの搬送手段のそれぞれの搬送範囲が重なる
範囲内には、前記被処理体の位置合わせを行う位置合わ
せ装置が設けられている。

【００１２】また、例えば請求項１１に規定するよう
に、前記第１及び第２の２つの搬送手段と前記導入側搬
送手段は、それぞれ前記被処理体を直接的に保持する２
つのピックを有している。また、例えば請求項１２に規
定するように、前記ロードロック室は、クーリング機構
を有している。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下に、本発明に係る処理システ
ムの一実施例を添付図面に基づいて詳述する。図１は本
発明に係る処理システムの一例を示す概略平面図、図２
は図１中の処理システムの縦断面拡大図、図３は予熱機
構と冷却機構を有するロードロック室を示す構成図、図
４はロードロック室の基板保持リングを示す平面図であ
る。図示するように、この処理システム３０は、複数、
例えば６つの処理装置３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃ、３２
Ｄ、３２Ｅ、３２Ｆと、細長い多角形状の共通搬送室３
４と、２つの第１及び第２のロードロック室３６Ａ、３
６Ｂと、細長い導入側搬送室３８とを主に有している。

【００１４】具体的には、上記共通搬送室３４は、その
対向する一対の一辺のみが、他の辺よりも長くなされ
て、多角形状、ここでは扁平な六角形状になっている。
そして、この扁平六角形状の共通搬送室３４の４辺に集
中させてその各辺に上記各処理装置３２Ａ〜３２Ｆが接
合され、他側の２つの辺に、上記第１及び第２のロード
ロック室３６Ａ、３６Ｂがそれぞれ接合される。そし
て、この第１及び第２のロードロック室３６Ａ、３６Ｂ
に、上記導入側搬送室３８が共通に接続される。上記共
通搬送室３４と上記６つの各処理装置３２Ａ〜３２Ｆと
の間及び上記共通搬送室３４と上記第１及び第２のロー
ドロック室３６Ａ、３６Ｂとの間は、それぞれ気密に開
閉可能になされたゲートバルブＧ１〜Ｇ４、Ｇ２０、Ｇ
２１及びＧ５、Ｇ６が介在して接合されて、クラスタツ
ール化されており、必要に応じて共通搬送室３４内と連
通可能になされている。また、上記第１及び第２の各ロ
ードロック室３６Ａ、３６Ｂと上記導入側搬送室３８と
の間にも、それぞれ気密に開閉可能になされたゲートバ
ルブＧ７、Ｇ８が介在されている。

【００１５】上記６つの処理装置３２Ａ〜３２Ｆでは、
被処理体である半導体ウエハＷに対して同種の、或いは
異種の処理を施すようになっている。そして、この共通
搬送室３４内の一側においては、上記２つの各ロードロ
ック室３６Ａ、３６Ｂ及び２つの処理装置３２Ｅ、３２
Ｆにアクセスできる位置に、屈伸、昇降及び旋回可能に
なされた多関節アームよりなる第１の搬送手段４０が設
けられており、これは、互いに反対方向へ独立して屈伸
できる２つのピック４０Ａ、４０Ｂを有しており、一度
に２枚のウエハを取り扱うことができるようになってい
る。また、この共通搬送室４０内の反対側には、上記４
つの処理装置３２Ａ〜３２Ｄにアクセスできる位置に、
同じく屈伸、昇降及び旋回可能になされた多関節アーム
よりなる第２の搬送手段４２が設けられており、これは
互いに反対方向へ独立して屈伸できる２つの保持ピック
４２Ａ、４２Ｂを有しており、一度に２枚のウエハを取
り扱うことができるようになっている。尚、上記第１及
び第２の搬送手段４０、４２として１つのみのピックを
有しているものも用いることができる。

【００１６】そして、これらの２つの第１及び第２の搬
送手段４０、４２の搬送範囲が重なる範囲内、具体的に
は上記第１及び第２の搬送手段４０、４２の略中間位置
に、半導体ウエハＷのオリエンテーションフラットやノ
ッチなどを検出してその位置合わせを行なう位置合わせ
装置４４が設置されている。この位置合わせ装置４４
は、ウエハＷを保持したままこれを回転させる回転台４
６と上述したようにウエハＷのオリエンテーションフラ
ットやノッチなどを光学的に検出する光学センサ４８と
により主に構成されている。従って、上記回転台４６に
載置されたウエハＷに対しては、第１及び第２の搬送手
段４０、４２が共にアクセスが可能となっている。

【００１７】また、この位置合わせ装置４４の両側であ
って、上記第１及び第２の搬送手段４０、４２の搬送範
囲が重なる範囲内に位置させて、このウエハＷを一時的
に保持するために、両側がゲートバルブによって開閉さ
れて密閉空間となる、本発明の特徴とする第１及び第２
の２つのバッファ部５０、５２が設けられている。ここ
では、上記２つの各バッファ部５０、５２は、ウエハＷ
を予熱する予熱機構（予熱機能）とウエハＷを冷却する
冷却機構（冷却機能）を共に有している。尚、上記第１
及び第２のバッファ部５０、５２は全く同じように構成
されているので、ここでは一方のバッファ部、例えば第
１のバッファ部５０を例にとって説明する。このバッフ
ァ部５０は、通常時には共通搬送室３４内と連通状態で
あるが、ウエハの予熱（デガス処理も含む）或いは冷却
時には、共通搬送室３４内からウエハＷの収容空間を区
画して密閉空間とするようになっている。

【００１８】具体的には、この密閉空間Ｓ１の周囲は、
例えばステンレスやアルミニウム等よりなる区画壁５４
により略四角形状に区画されると共に、この区画壁５４
の一対の対向面には、ウエハＷを搬出入するための開口
部５６Ａ、５６Ｂがそれぞれ設けられている。そして、
両開口部５６Ａ、５６Ｂにはゲートバルブ５８Ａ、５８
Ｂが取り付けられており、これらのゲートバルブ５８
Ａ、５８Ｂを開閉することにより密閉空間Ｓ１と共通搬
送室３４内とを連通・遮断自在としている。ここで、一
方の開口部５６Ａを介して第１の搬送手段４０（図１参
照）が密閉空間Ｓ１内のウエハにアクセス可能であり、
また、他方の開口部５６Ｂを介して第２の搬送手段４２
（図１参照）が密閉空間Ｓ１内のウエハにアクセス可能
となっている。そして、この密閉空間Ｓ１内には、これ
を区画する底部から起立した支柱６０に支持させて、例
えばアルミニウム等よりなる円盤状の支持台６２が設置
されており、この上面にウエハＷを一時的に載置し得る
ようになっている。そして、この支持台６２は冷却機構
（冷却機能）を有しており、具体的にはこの支持台６２
内の内部には、冷媒を流してウエハＷを冷却するための
冷媒通路６４が形成されており、必要に応じて、例えば
冷却されたＮ₂ ガス等の冷媒を流すようになっている。

【００１９】また、上記支持台６２には、これを上下方
向に貫通するようにして例えば３本（図２では２本のみ
示す）のピン孔６６が形成されており、各ピン孔６６に
は、その基端部が互いに連結された押し上げピン６８が
上下方向に挿通可能になされている。これらの押し上げ
ピン６８は、密閉空間Ｓ１の底部を貫通して設けられた
昇降ロッド７０の先端部に連結されており、上記各押し
上げピン６８を一体的に昇降させて、その上端でウエハ
Ｗの裏面と接触して持ち上げ得るようになっている。ま
た、上記昇降ロッド７０の貫通部には、伸縮可能なベロ
ーズ７２が介設されており、密閉空間Ｓ１内の気密性を
維持したままこの昇降ロッド７０の昇降移動を許容して
いる。

【００２０】また、この密閉空間Ｓ１を区画する天井部
には、直径の大きな開口部が形成されており、この開口
部に、例えばＯリング等のシール部材７４を介して例え
ば石英板等よりなる透過窓７６が気密に設けられてい
る。そして、この透過窓７６の上方には、ランプ箱７８
内に収容されて加熱手段として例えばハロゲンランプよ
りなる複数の加熱ランプ８０が平面的に配置して設けら
れており、この下方に位置するウエハＷを加熱し得るよ
うに加熱機能を備えている。この加熱機能と上記した冷
却機能とは、必要に応じて選択的に用いられるし、或い
は処理形態に応じて両機能の内のいずれか一方の機能の
みを設けるようにしてもよい。そして、この密閉空間Ｓ
１を区画する底部には、Ｎ₂ ガス等の不活性ガスや必要
なガスを供給するガス供給系８２が接続されると共に、
内部雰囲気を真空引きする真空引き系８４が接続されて
おり、それぞれの系の開閉弁を操作することにより、必
要に応じてガスの供給及び真空排気を行い得るようにな
っている。また、共通搬送室３４には、不活性ガスとし
て例えばＮ₂ ガスや清浄空気のガス供給系８６や真空排
気系８８（図１参照）が設けられているのは勿論であ
る。

【００２１】次に、図３及び図４を参照してロードロッ
ク室３６Ａ、３６Ｂについて説明する。このロードロッ
ク室３６Ａ、３６Ｂは特開２０００−２０８５８９号公
報に開示されたものと略同様な構造を有しており、ま
た、両ロードロック室３６Ａ、３６Ｂは同様な構造とな
っているので、ここでは一方のロードロック室、例えば
３６Ａを例にとって説明する。このロードロック室３６
Ａは、ウエハを予備加熱する予熱機能と、処理済みの加
熱状態のウエハを冷却する冷却機能とを併せもってい
る。具体的には、この第１のロードロック室３６Ａの容
器本体９０内には、ウエハＷの載置台を兼ねた円形の冷
却プレート９２が配置されており、この冷却プレート９
２内には、所定の温度の冷媒を、例えば循環可能に流す
ように冷媒循環路９６が形成されている。

【００２２】また、このロードロック室３６Ａの上部に
は、例えば石英よりなる透過窓９６がＯリング等のシー
ル部材９８を介して気密に取り付けられている。更に、
この透過窓９６の上方には、ケーシング１００内に取り
付けて加熱ランプ１０２が配置されており、必要に応じ
てウエハＷを加熱し得るようになっている。また、この
容器本体９０内には、ウエハＷを保持することが可能と
なリング状の基板保持リング１０４が配置されており、
この基板保持リング１０４は容器本体底部を伸縮可能な
ベローズ１０６により気密に貫通して設けられた昇降ロ
ッド１０８の先端に取り付けられて、昇降可能になされ
ている。この基板保持リング１０４は図４にも示すよう
にその直径が上記冷却プレート９２よりも少し大きく設
定されると共に、その内側に突出させて略等間隔で複
数、ここでは３つの保持ピン１０８を設けており、この
保持ピン１０８でウエハＷの周縁部を支持できるように
なっている。

【００２３】そして、この保持ピン１０８の内周端より
も更に僅かな間隔だけ内側に上記冷却プレート９２の外
周が位置するように設定されており、従って、この基板
保持リング１０４は上記冷却プレート９２を通過して上
下方向へ昇降できるようになっており、冷却プレート９
２との間でウエハＷの受け渡しをできるようになってい
る。そして、この容器本体９０には、内部にＮ₂ ガス等
の不活性ガスを必要に応じて供給するガス供給系１１０
と、内部雰囲気を必要に応じて真空引きする真空排気系
１１２とが接続されている。尚、このロードロック室３
６Ａ、３６Ｂに上記した冷却機構や加熱機構を持たせな
いで、単にウエハを一時的に保持して圧力調整後に、次
段へパスさせるだけの機能を持たせるようにしてもよ
い。

【００２４】次に、図１に戻って導入側搬送室３８につ
いて説明する。上記導入側搬送室３８は、Ｎ₂ ガスの不
活性ガスや清浄空気が循環される横長の箱体により形成
されており、この横長の一側には、１つ乃至複数の、図
示例ではカセット容器を載置する３台のカセット台１２
０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃが設けられ、ここにそれぞれ
１つずつカセット１２２Ａ〜１２２Ｃを載置できるよう
になっている。各カセット１２２Ａ〜１２２Ｃには、最
大例えば２５枚のウエハＷを等ピッチで多段に載置して
収容できるようになっており、内部は例えばＮ₂ガス雰
囲気で満たされた密閉構造となっている。尚、密閉構造
ではなく、大気開放されているカセットも用いることが
できる。そして、導入側搬送室３８内へは、各カセット
台１２０Ａ〜１２０Ｃに対応させて設けたゲートバルブ
Ｇ１０、Ｇ１１、Ｇ１２を介してウエハを搬出入可能に
なされている。

【００２５】この導入側搬送室３８内には、ウエハＷを
その長手方向に沿って搬送するための導入側搬送手段１
２４が設けられる。この導入側搬送手段１２４は、導入
側搬送室３８内の中心部を長さ方向に沿って延びるよう
に設けた案内レール１２６上にスライド移動可能に支持
されている。この案内レール１２６には、移動機構とし
て例えばリニアモータが内蔵されており、このリニアモ
ータを駆動することにより上記導入側搬送手段１２４は
案内レール１２６に沿ってＸ方向へ移動することにな
る。

【００２６】また、導入側搬送室３８の他端には、ウエ
ハの位置合わせを行なう位置合わせ装置としてのオリエ
ンタ１２８が設けられ、更に、導入側搬送室３８の長手
方向の途中には、前記２つのロードロック室３６Ａ、３
６Ｂがそれぞれ開閉可能になされたゲートバルブＧ７、
Ｇ８を介して設けられる。上記オリエンタ１２８は、駆
動モータ（図示せず）によって回転される回転台１３０
を有しており、この上にウエハＷを載置した状態で回転
するようになっている。この回転台１３０の外周には、
ウエハＷの周縁部を検出するための光学センサ１３２が
設けられ、これによりウエハＷのノッチやオリエンテー
ションフラットの位置方向や位置ずれを検出できるよう
になっている。

【００２７】また、上記導入側搬送手段１２４は、上下
２段に配置された多関節形状になされた２つの搬送アー
ム１３４、１３６を有している。この各搬送アーム１３
４、１３６の先端にはそれぞれ２股状になされたピック
１３４Ａ、１３６Ａを取り付けており、このピック１３
４Ａ、１３６Ａ上にそれぞれウエハＷを直接的に保持す
るようになっている。従って、各搬送アーム１３４、１
３６は、この中心より半径方向へ向かうＲ方向へ屈伸自
在になされており、また、各搬送アーム１３４、１３６
の屈伸動作は個別に制御可能になされている。上記搬送
アーム１３４、１３６の各回転軸は、それぞれ基台１３
８に対して同軸状に回転可能に連結されており、例えば
基台１３８に対する旋回方向であるθ方向へ一体的に回
転できるようになっている。更に、この各回転軸は、基
台１３８を中心として、上下方向へ、すなわちＺ方向へ
も例えば一体的に移動可能になっている。

【００２８】次に、以上のような処理システム３０を用
いて行なわれる処理について説明する。まず、３つのカ
セット台１２０Ａ〜１２０Ｃの内のいずれか１つのカセ
ット台、例えばカセット台１２０Ｃ上のカセット容器１
２２Ｃ内から未処理の半導体ウエハＷを、導入側搬送手
段１２４のいずれか一方の搬送アーム、例えば１３４を
駆動することによってこのピック１３４Ａで取り上げて
保持し、この導入側搬送手段１２４をＸ方向へ移動する
ことによってこのウエハＷをオリエンタ１２８まで搬送
する。

【００２９】次に、すでに先に搬送されてオリエンタ１
２８にて位置合わせされている回転台１３０上の未処理
の半導体ウエハＷを、空状態の他方の搬送アーム１３６
を駆動することによってこのピック１３６Ａで取り上げ
て保持し、これによって回転台１３０上を空にする。次
に、搬送アーム１３４のピック１３４Ａに保持していた
未処理のウエハを、先に空状態になった回転台１３０上
に載置する。尚、このウエハは次に別の未処理のウエハ
が搬送されてくるまでに位置合わせされることになる。
次に、上述のように他方の搬送アーム１３６で保持され
た未処理のウエハは、導入側搬送手段１２４をＸ方向へ
移動させることにより、２つのロードロック室３６Ａ、
３６Ｂの内のいずれか一方のロードロック室、例えば３
６Ａまで移動される。

【００３０】このロードロック室３６Ａ内の冷却プレー
ト９２上には、すでに処理装置内にて所定の処理、例え
ば成膜処理やエッチング処理等が施された処理済みのウ
エハが載置されて十分に冷却されて待機しており、ここ
でゲートバルブＧ７を開くことによってすでに圧力調整
されているロードロック室３６Ａ内を開放する。そし
て、まず、空状態の搬送アーム１３４を駆動してこのピ
ック１３４Ａで冷却プレート９２上に待機している処理
済みのウエハＷを取り上げて保持する。これにより、冷
却プレート９２上は空になるので、他方の搬送アーム１
３６を駆動してこのピック１３６Ａに保持していた未処
理のウエハＷを冷却プレート９２上に移載してウエハを
置き替える。尚、上記処理済みのウエハは導入側搬送手
段１２４により元のカセットへ戻される。

【００３１】このように、冷却プレート９２上へ載置さ
れたウエハＷは、ゲートバルブＧ７を閉じることによっ
てこのロードロック室３６Ａ内を密閉した後に、所定の
温度まで昇温されて所定の時間だけ予備加熱（予熱）さ
れて第１のデガス処理が行われる。ここで図３及び図４
を参照してロードロック室３６Ａ、３６Ｂ内における、
冷却処理と予熱処理の方法について説明する。図３及び
図４に示すように、半導体ウエハＷを冷却する場合に
は、この容器本体９０内の冷却プレート９２上に高温の
ウエハＷを載置した状態で冷媒循環路９６内に冷却用の
熱媒体を流し、これにより冷却プレート９２上のウエハ
を冷却することができる。尚、この冷却は、各処理装置
３２Ａ〜３２Ｆにてウエハが処理されて戻す時に行う。

【００３２】また、半導体ウエハＷを予熱する場合に
は、基板保持リング１０４を冷却プレート９２の上面よ
りも更に下方へ降下させた状態で、冷却プレート９２上
にウエハＷを載置し、次に、上記基板保持リング１０４
を上昇移動させることによって、冷却プレート９２上か
らこの基板保持リング１０４の保持ピン１０８でウエハ
Ｗの周縁部を保持して受け取り、このウエハＷを天井部
の加熱ランプ１０２へ近付ける。この時の状態は図３に
示されている。そして、この状態で加熱ランプ１０２を
点灯することにより、ウエハＷを所定の温度まで急速に
昇温してこれを予備加熱（デガス処理）することができ
る。このデガス処理時には、真空排気系１１２を駆動し
てロードロック室３６Ａ内を真空引きし、ウエハ面から
排出されるガスを系外へ真空引きする。尚、このロード
ロック室３６Ａ、３６Ｂ内に予熱機構と冷却機構も設け
ていない場合には、ここで上記した予熱及び後述する冷
却を行わないのは勿論である。

【００３３】このようにして、所定の時間だけデガス処
理されたならば、このロードロック室３６Ａ内を圧力調
整した後、ゲートバルブＧ５を開放することにより、予
め真空雰囲気になされている共通搬送室３４内と連通す
る。そして、上記第１のデガス処理がなされたウエハＷ
は、共通搬送室３４内の第１の搬送手段４０によって受
け取られる。この際、この第１の搬送手段４０は２つの
ピック４０Ａ、４０Ｂを有しているので、処理済みのウ
エハを保持している場合には、この処理済みのウエハと
上記第１のデガス処理が完了したウエハとの置き替えが
行われる。このように、第１のデガス処理が完了したウ
エハＷは、次に、２つのバッファ部５０、５２の内の、
空いている方のいずれか一方のバッファ部、例えば第１
のバッファ部５０へ、例えば第２のデガス処理のために
導入される。この時は、この第１のバッファ部５０内に
冷却された処理済みのウエハＷが存在する場合には、こ
の冷却されたウエハと第２のデガス処理のためのウエハ
Ｗとを置き替える。ここで図２を参照してバッファ部５
０、５２の内におけるウエハＷの予熱処理（第２のデガ
ス処理）と冷却処理の方法について説明する。

【００３４】まず、バッファ部でウエハの予熱（第２の
デガス処理）を行なう場合には、一方の開口部５６Ａに
設けたゲートバルブ５８Ａを開いてこの密閉空間Ｓ１内
に第１の搬送手段４０によって保持されているウエハＷ
を搬入し、このウエハＷを押し上げピン６８で受け取っ
て支持台６２上に載置する。そして、上記ゲートバルブ
５８Ａを閉じて内部を密閉した後に、天井部に設けた加
熱ランプ８０を点灯することにより、この光エネルギ
は、透過窓７６を通過してウエハＷの表面に照射され、
このウエハＷを所定の温度まで予熱して第２のデガス処
理を行うことになる。この予熱によって、ウエハ表面か
らは活性化されたガスが排出されるが、このガスは、真
空引きされている真空排気系８４から系外へ排出される
ので、共通搬送室３４内へ流出することはない。

【００３５】これに対して、後段の処理装置におけるウ
エハの熱処理によって例えば６００℃程度の高温状態に
なっているウエハを冷却する場合には、前述した予熱の
場合とは異なり、第２の搬送手段４２に保持されている
ウエハＷを、他方のゲートバルブ５８Ｂを開いて密閉空
間Ｓ１内に搬入し、支持台６２上に載置する。そして、
このゲートバルブ５８Ｂを閉じて密閉状態にし、支持台
６２に設けた冷媒通路６４に例えば水等の冷媒を流し、
ウエハＷを所定の温度に冷却し、これと同時に真空引き
系８４より内部雰囲気を系外へ排出する。このようにし
て、ウエハに対して予熱処理や冷却処理を選択的に行う
ことができ、しかも、上記処理を別々のウエハに対して
同時に行うことができる。

【００３６】さて、上述のようにして予熱（第２のデガ
ス処理）が終了したならば、上記ゲートバルブ５８Ｂを
開いてこの状態で第２の搬送手段４２を駆動して、この
予熱済みのウエハＷを所定の処理装置、例えば３２Ａ内
へ移載し、所定の処理、例えば金属膜や絶縁膜等の成膜
処理を行なう。以後は、１つのウエハに対して複数の処
理を行なう場合には、この第２の搬送手段４２を用いて
ウエハは各処理装置３２Ｂ〜３２Ｄ間で移載される。ま
た、ロードロック室側の２つの処理装置３２Ｅ、３２Ｆ
で処理を行なう場合には、第１の搬送手段４０を用いて
移載される。このようにして、必要な処理が全て終了し
たならば、前述したと逆の経路を戻ってウエハＷを搬出
させる。処理が完了したウエハＷは、処理内容にもよる
が、例えば６００℃程度の高温状態になっているので、
第１或いは第２の搬送手段４０、４２を用いてこのウエ
ハＷをいずれか一方のバッファ部、例えば第２のバッフ
ァ部５２へ移載し、例えば前述のようにウエハの冷却を
行う。

【００３７】このウエハＷは、前述したと逆の経路を通
って元のカセットに戻される。すなわち、第２のバッフ
ァ部５２内のウエハＷは第１の搬送手段４０により取り
出されて、第１と第２のロードロック室３６Ａ、３６Ｂ
のいずれか一方の空いているロードロック室内へ搬入さ
れてここで前述したように完全に冷却される。尚、上記
第１及び第２のバッファ部５０、５２が冷却機能を有し
ていない場合には、各バッファ部５０、５２は単なるウ
エハ受け渡しの中継場所として用いられる。そして、ロ
ードロック室３６Ａ、或いは３６Ｂ内で完全に冷却され
たウエハＷは、導入側搬送室３８内の導入側搬送手段１
２４によって元のカセットに戻されることになる。

【００３８】このように、未処理のウエハＷを搬入する
場合には、２つのロードロック室３６Ａ、３６Ｂの内の
いずれか一方の空いている方で、まず、第１のデガス処
理を行い、次に、２つのバッファ部５０、５２の内の、
いずれか一方の空いている方で第２のデガス処理を行う
ことができるので、ウエハの搬入経路及び搬出経路を完
全に封鎖してしまってウエハを搬出入できなくなってし
まうことが非常に少なくなり、ウエハ処理のスループッ
トを大幅に向上させることができる。また、第１及び第
２のロードロック室３６Ａ、３６Ｂに冷却機構や予熱機
構を備えていない場合には、このロードロック室は、圧
力調整後のウエハ受け渡しの中継場所として用いられ
る。

【００３９】また、共通搬送室３４内にて、ウエハＷの
位置ずれが生じた恐れがある場合には、このウエハを第
１及び第２の搬送手段４０、４２の共通の搬送エリア内
に設置した位置合わせ装置４４に載置して、ここで再度
位置合わせを行うことができる。更には、ここで第１及
び第２のバッファ部５０、５２が共に使用状態の時に
は、位置合わせ装置４４の回転台４６上にウエハＷを一
時的に載置して時間待ちをする待機場所として用いても
よい。或いは処理済みのウエハＷを冷却するために、バ
ッファ部５０、５２内では冷却しないでロードロック室
３６Ａ、３６Ｂ内で冷却する場合には、処理済みのウエ
ハＷをパスするために、上記回転台４６を一時的にウエ
ハを載置する保持台として用い、ここで第２の搬送手段
４２から第１の搬送手段４０へウエハを受け渡すように
してもよい。このように用いる場合には、位置合わせ装
置（オリエンタ）４４に代えて、ここに単なる保持台を
設けるようにしてもよい。

【００４０】上記実施例では、第１及び第２のバッファ
部５０、５２に、それぞれ加熱機構と冷却機構とを持た
せた場合を例にとって説明したが、これに代えて、或い
はこれらの機構の一部と併せて他の簡単なプロセスを行
う機構を持たせるようにしてもよい。図５はそのような
簡単なプロセスとして測定機構を併せ持つバッファ部を
示す部分断面図である。尚、図２に示す構成と同一部分
については同一符号を付してその説明を省略する。ま
た、ここでも第１のバッファ部と第２のバッファ部の構
成は同一なので、第１のバッファ部５０Ａを例にとって
説明する。この第１のバッファ部５０Ａでは、図２に示
した第１のバッファ部５０と同様に、支持台６２には冷
媒通路６４を設けて冷却機能を発揮させているが、天井
部には、加熱ランプ８０や透過窓７６は設けておらず、
代わりにここに測定器１４０を設けて冷却されたウエハ
Ｗの表面を観察し得るようになっている。尚、この場
合、上記した冷却機構を設けないようにしてもよい。

【００４１】ここで、上記測定器１４０としては、ウエ
ハ表面のパーティクルを計測する測定器、或いはウエハ
表面の膜厚を測定する測定器等を交換可能に設けるよう
にすればよい。この処理システムによれば、処理済み後
のウエハＷの表面のパーティクル数をカウントしたり、
或いはウエハの表面の膜厚を計測することが可能とな
る。また、図５に示す処理システムの例では、測定器１
４０を設けて測定機能を付与した場合について説明した
が、これに代えて、簡単なプロセスとしてプリクリーニ
ング機構を設けるようにしてもよい。図６はそのような
簡単なプロセスとしてプリクリーニング機構を併せ持つ
バッファ部を示す部分断面図である。尚、図２に示す構
成と同一部分については同一符号を付してその説明を省
略する。また、ここでも第１のバッファ部と第２のバッ
ファ部の構成は同一なので、第１のバッファ部５０Ａを
例にとって説明する。

【００４２】この第１のバッファ部５０Ａでは、支持台
６２には、冷媒通路６４（図２参照）に代えて、例えば
抵抗加熱ヒータ１４２を設けてウエハＷを加熱し得るよ
うにしており、そして、天井部には図２に示す加熱ラン
プ８０や透過窓７６に代えて、ガスノズル１４４を設け
て、処理ガスを流量制御しつつ流し得るようになってい
る。ここでは、処理ガスとして例えば還元ガスとして機
能するＨ₂ ガスを流してウエハ表面に付着している酸化
膜を還元し得るようになっている。この処理システムに
よれば、ウエハ表面に付着している不要な酸化膜をＨ₂
ガスにより還元することができる。例えばウエハ表面に
銅膜が形成されている場合には、この銅膜の表面がウエ
ハ搬送途中に酸化してＣｕＯに変質していることが考え
られるので、次の処理に先立って、このバッファ部５０
Ｂ内においてＨ₂ ガスによりＣｕＯ膜を還元して正常な
Ｃｕ膜に変換する、というプリクリーニング処理を行う
ことができる。

【００４３】また、簡単なプロセスとしては上記した測
定処理やプリクリーニング処理に限定されず、他の簡単
なプロセス、例えばアッシング処理、エッチング処理に
使われたエッチングガス（例えばＨＢｒ）の脱ガス処理
等を行う機構を持たせるようにしてもよい。また、ここ
では、バッファ部に上記したような簡単なプロセスを行
う機構を持たせたが、これに限定されず、例えば図５及
び図６に示したような機構を、ロードロック室３６Ａ、
３６Ｂに持たせるようにしてもよい。更には、以上の実
施例では、共通搬送室３４に６個の処理装置３２Ａ〜３
２Ｆを連結した場合を例にとって説明したが、これに限
定されず、この共通搬送室３４を更に長く設定し、より
多くの処理装置を連結させるようにしてもよい。

【００４４】図７はこのような本発明の処理システムの
変形例を示す図であり、ここでは共通搬送室３４をより
長く設定し、その両側に更に２つの処理装置３２Ｇ、３
２ＨをそれぞれゲートバルブＧを介して連結している。
この場合、共通搬送室３４内には、その全域に亘ってウ
エハＷの搬送を可能とするために、多関節アームよりな
る第３の搬送手段４２Ａ及び第２の位置合わせ装置４４
Ａを設けている。この処理システムにより、より多くの
多種多様な処理を行うことが可能となる。尚、上記第２
の位置合わせ装置４４Ａに代えて単なる保持台を設ける
ようにしてもよい。また、以上の実施例では被処理体と
して半導体ウエハＷを例にとって説明したが、これに限
定されず、ガラス基板、ＬＣＤ基板等にも本発明を適用
することができる。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の処理シス
テムによれば、次のように優れた作用効果を発揮するこ
とができる。共通搬送室内にてゲートバルブにより密閉
可能に区画されたバッファ部内にて、比較的装置構成が
簡単な種々の処理を行うことができ、設置スペース及び
処理システムの有効利用を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る処理システムの一例を示す概略平
面図である。

【図２】図１中の処理システムの縦断面拡大図である。

【図３】予熱機構と冷却機構を有するロードロック室を
示す構成図である。

【図４】ロードロック室の基板保持リングを示す平面図
である。

【図５】測定機構を併せ持つバッファ部を示す部分断面
図である。

【図６】簡単なプロセスとしてプリクリーニング機構を
併せ持つバッファ部を示す部分断面図である。

【図７】本発明の処理システムの変形例を示す図であ
る。

【図８】クラスタ化された従来の処理システムの一例を
示す概略構成図である。

【符号の説明】

３０処理システム３２Ａ〜３２Ｆ処理装置３４共通搬送室３６Ａ，３６Ｂロードロック室３８導入側搬送室４０第１の搬送手段４２第２の搬送手段４４位置合わせ装置５０，５２バッファ部５８Ａ，５８Ｂゲートバルブ６４冷却通路８０加熱ランプ１２４導入側搬送手段１４０測定器１４２抵抗加熱ヒータ１４４ガスノズルＷ半導体ウエハ（被処理体）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 5F031 CA02 CA05 DA01 DA08 EA14 FA01 FA07 FA11 FA12 FA15 GA02 GA47 GA48 GA49 GA50 HA32 HA33 HA37 HA38 HA59 JA02 JA34 JA35 KA13 KA14 LA08 MA03 MA04 MA09 MA23 MA30 MA32 MA33 NA02 NA04 NA05 NA07

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被処理体に対して所定の処理を行う複数
の処理装置と、前記複数の処理装置に共通に接続された共通搬送室と、前記共通搬送室内に設けられて前記処理装置との間で前
記被処理体を搬送するための第１及び第２の２つの搬送
手段と、前記共通搬送室内であって前記２つの搬送手段のそれぞ
れの搬送範囲が重なる範囲内に設置されて、両側がゲー
トバルブによって開閉されて密閉空間となるバッファ部
と、前記共通搬送室に接続されて真空引き可能になされたロ
ードロック室と、前記ロードロック室に接続された導入側搬送室と、前記導入側搬送室内に設けられて、前記被処理体を複数
収容するカセットと前記ロードロック室との間で前記被
処理体を搬送する導入側搬送手段とを備えたことを特徴
とする処理システム。
【請求項２】前記バッファ部は、前記被処理体を加熱
してデガス処理する加熱機構と前記被処理体を冷却する
冷却機構の内、少なくともいずれか一方を有することを
特徴とする請求項１記載の処理システム。
【請求項３】バッファ部は、前記被処理体に対して所
定の測定を行うための測定機構を有していることを特徴
とする請求項１記載の処理システム。
【請求項４】前記バッファ部は、前記被処理体の表面
に所定の処理を加える表面処理機構を有していることを
特徴とする請求項１記載の処理システム。
【請求項５】前記バッファ部の内部は、前記ゲートバ
ルブを開閉することによって前記共通搬送室内に対して
密閉可能になされていることを特徴とする請求項１乃至
４のいずれかに記載の処理システム。
【請求項６】前記バッファ部と前記ロードロック室
は、それぞれ２個設けられていることを特徴とする請求
項１乃至５のいずれかに記載の処理システム。
【請求項７】前記導入側搬送室には、前記被処理体の
位置合わせを行う位置合わせ装置が接続されていること
を特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の処理シ
ステム。
【請求項８】前記各処理装置は、前記２つの搬送手段
の内のいずれか一方の搬送手段によってのみアクセスさ
れるように配置されてい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処理システム。
【請求項９】前記２つの搬送手段のそれぞれの搬送範
囲が重なる範囲内には、前記被処理体を一時的に保持す
る保持台が設けられていることを特徴とする請求項１乃
至８のいずれかに記載の処理システム。
【請求項１０】前記２つの搬送手段のそれぞれの搬送
範囲が重なる範囲内には、前記被処理体の位置合わせを
行う位置合わせ装置が設けられていることを特徴とする
請求項１乃至９のいずれかに記載の処理システム。
【請求項１１】前記第１及び第２の２つの搬送手段と
前記導入側搬送手段は、それぞれ前記被処理体を直接的
に保持する２つのピックを有していることを特徴とする
請求項１乃至１０のいずれかに記載の処理システム。
【請求項１２】前記ロードロック室は、クーリング機
構を有していることを特徴とする請求項１乃至１１のい
ずれかに記載の処理システム。