JP2010225895A - 基板交換機構及び基板交換方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】基板処理装置の搬送装置とロードロック室との間で基板の交換を行う場合において、単位時間当たりの基板の処理枚数を増大させることが単純な構成で実現できる基板交換機構を提供する。
【解決手段】ロードロック室内で基板Ｗ１を固定して支持する第１の支持部材３１と、ロードロック室内に上下動可能に設けられ、基板Ｗ２を支持する第２の支持部材３２と、搬送装置に設けられ、基板Ｗ１、Ｗ２のそれぞれを第１及び第２の支持部材３１、３２のそれぞれとの間で受け渡しする第１及び第２の搬送部材４１、４２とを有し、ロードロック室内で第１及び第２の搬送部材４１、４２が一体的に上方又は下方に第１の距離Ｈ１だけ移動するとともに、第２の支持部材３２が搬送部材４１、４２の移動方向と同じ方向に第１の距離Ｈ１よりも大きな第２の距離Ｈ２だけ移動し、搬送部材４１、４２の一方の搬送部材が基板を受けるとともに、他方の搬送部材が基板を渡す。
【選択図】図４

Description

本発明は、基板処理装置の内部と外部との間で処理済み基板と未処理基板とを交換する基板交換機構に係り、特に、基板処理装置の搬送装置を用いて、基板処理装置のロードロック室内の基板の交換を行う基板交換機構に関する。
半導体デバイスの製造工程においては、被処理基板である半導体ウェハ（以下、単に基板又はウェハと記す。）に対し、成膜処理やエッチング処理等の真空雰囲気で行われる真空処理が多用されている。最近では、このような真空処理の効率化の観点、および酸化やコンタミネーション等の汚染を抑制する観点から、複数の真空処理を行う基板処理室を真空に保持される搬送室に連結し、搬送室に設けられた搬送装置により各基板処理室にウェハを搬送することを可能としたクラスターツール型のマルチチャンバタイプの基板処理装置が注目されている（例えば特許文献１参照）。
このようなマルチチャンバタイプの基板処理装置においては、大気中に置かれているウェハカセットから真空に保持された搬送室へウェハを搬送するために、搬送室とウェハカセットとの間にロードロック室を設け、ロードロック室を介してウェハが搬送される。
ここで、従来の搬送室とロードロック室との間でウェハの交換を行う場合の、ロードロック室と搬送室との間でのウェハの受け渡しは、搬送室に設けられた搬送装置と、ロードロック室とよりなる基板交換機構により行う。従来の基板交換機構の搬送装置は、必要最小限の空間で旋回可能とするとともに遠方までウェハを搬送可能となるために伸縮可能になされた搬送アームを有している。搬送アームには、自在に回転及び伸縮を行うため、回転軸とアームとよりなる組が搬送装置の基台から数段結合して設けられ、更にその先端に設けられた先端アームの両端には、被処理体として半導体ウェハを載置して搬送するための２つの搬送部材（ピック）が一体的に設けられている（例えば特許文献２参照）。
ここで、従来の搬送室とロードロック室との間でウェハの交換を行う場合の、ロードロック室と搬送アームとの間でのウェハの受け渡しは、以下のように２回の伸縮動作に分けて行われる。まず、１回目の伸縮動作として、搬送アームに設けられ、ウェハを載置していない一方の搬送部材（ピック）をロードロック室側に向けた状態で搬送アームをロードロック室内に進出させ、ロードロック室内の支持部材からその一方の搬送部材（ピック）に未処理ウェハを受け、搬送アームをロードロック室内から退却させる。次に、２回目の伸縮動作として、搬送部材（ピック）を反転させて処理済みウェハを載置している他方の搬送部材（ピック）をロードロック室側に向けた状態で搬送アームをロードロック室内に進出させ、その他方の搬送部材（ピック）からロードロック室内の支持部材に処理済みウェハを渡し、搬送アームをロードロック室内から退却させる。
また、ロードロック室内と搬送装置との間で２枚の基板を同時に交換することができる基板交換機構として、ロードロック室内で上下に重ねて基板を２枚載置できるような上下二段の固定支持部材及び上下動可能な可動支持部材が設けられ、搬送装置にも上下に重ねて基板を２枚搬送できるような上下二段の保持部を有する搬送部材が設けられたものもある。この基板交換機構によれば、第１の基板がロードロック室内の上段の固定支持部材に載置され、第２の基板が搬送装置の搬送部材の下段の保持部に載置された状態において、上下二段の保持部がロードロック室内に進出している間に、上段の固定支持部材及び上下動可能な可動支持部材のそれぞれが上下二段の保持部のそれぞれに対して相対的に上下逆方向に移動されることにより、第１の基板が上段の固定支持部材から上段の保持部に受け渡されるとともに、第２の基板が下段の保持部から上下動可能な可動支持部材に受け渡される（例えば特許文献３参照）。
特開２０００−２０８５８９号公報 特開平７−１４２５５１号公報 特開平９−２２３７２７号公報
ところが、上記の基板交換機構を用いてロードロック室と搬送装置との間の基板の交換を行う場合、次のような問題があった。
特許文献２に開示されているように、搬送装置の先端アームの両端に、２つの搬送部材（ピック）が一体的に設けられているような基板交換機構を用いる場合、ロードロック室との間で例えば未処理ウェハと処理済みウェハの２枚のウェハの受け渡しを行う際に、２回の伸縮動作が必要であり、その分の時間がかかるという問題があった。
半導体デバイスのデザインルールの微細化に伴って、ウェハ上に形成され、半導体デバイスを構成する各層の膜厚が薄くなってきている。そのため、基板処理室において成膜処理を行う場合でも、エッチング処理を行う場合でも、基板処理室における処理時間が短くなっている。その結果、基板処理室における処理時間に対する、基板処理室とロードロック室との間で処理済みウェハと未処理ウェハを交換するための交換時間の占める割合が増大する傾向にある。従って、基板処理室における処理時間をこれ以上短縮しても、基板処理室とロードロック室との間で処理済みウェハと未処理ウェハを交換するための交換時間を短縮しない限り、単位時間当たりのウェハの処理枚数、いわゆるスループットを増大させることができないという問題があった。
一方、特許文献３に開示されているような基板交換機構を用いる場合、ロードロック室内には、ウェハを上下動可能に支持する可動支持部材の他に、別にウェハを上下二段に載置する固定支持部材を設けなくてはならないため、ロードロック室内の部品点数が増え、構造が複雑になるという問題があった。
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、基板処理装置のロードロック室と搬送装置との間で基板の交換を行う場合において、単位時間当たりの基板の処理枚数、いわゆるスループットを増大させることが単純な構成で実現できる基板交換機構を提供することを目的とする。
上記の課題を解決するために本発明では、次に述べる各手段を講じたことを特徴とするものである。
第１の発明は、基板処理装置のロードロック室と、前記基板処理装置の搬送装置との間で基板の交換を行う基板交換機構において、前記ロードロック室内に固定して設けられ、第１の基板を支持する第１の支持部材と、前記ロードロック室内に上下動可能に設けられ、第２の基板を支持する第２の支持部材と、前記搬送装置に設けられ、前記第１及び第２の基板のそれぞれを前記第１及び第２の支持部材のそれぞれとの間で受け渡しする第１及び第２の搬送部材とを有し、前記ロードロック室内に進出した前記第１及び第２の搬送部材が一体的に上方又は下方に第１の距離だけ移動するとともに、前記第２の支持部材が前記第１及び第２の搬送部材の移動方向と同じ方向に前記第１の距離よりも大きな第２の距離だけ移動し、前記第１及び第２の搬送部材の一方の搬送部材が基板を受けるとともに、他方の搬送部材が基板を渡すことを特徴とする。
第２の発明は、第１の発明に係る基板交換機構において、前記第２の支持部材が移動する速度は、前記第１及び第２の搬送部材が移動する速度よりも大きいことを特徴とする。
第３の発明は、第１又は第２の発明に係る基板交換機構において、前記第１及び第２の搬送部材を上下方向に駆動する搬送部材駆動部と、前記第２の支持部材を上下方向に駆動する支持部材駆動部とを有することを特徴とする。
第４の発明は、基板処理装置のロードロック室内に固定して設けられ、第１の基板を支持する第１の支持部材と、前記ロードロック室内に上下動可能に設けられ、第２の基板を支持する第２の支持部材と、前記基板処理装置の搬送装置に設けられ、前記第１及び第２の基板のそれぞれを、前記第１及び第２の支持部材のそれぞれとの間で受け渡しする第１及び第２の搬送部材とを用い、前記ロードロック室と前記搬送装置との間で基板の交換を行う基板交換方法であって、前記ロードロック室内に進出させた前記第１及び第２の搬送部材を一体的に上方又は下方に第１の距離だけ移動させる搬送部材移動工程と、前記第２の支持部材を前記第１及び第２の搬送部材の移動方向と同じ方向に前記第１の距離よりも大きな第２の距離だけ移動させる支持部材移動工程とを含み、前記搬送部材移動工程を行うとともに、前記支持部材移動工程を行い、前記第１及び第２の搬送部材の一方の搬送部材が基板を受けるとともに、他方の搬送部材が基板を渡すことを特徴とする。
第５の発明は、第４の発明に係る基板交換方法において、前記第２の支持部材を移動させる速度は、前記第１及び第２の搬送部材を移動させる速度よりも大きいことを特徴とする。
第６の発明は、第４又は第５の発明に係る基板交換方法において、前記第１の基板が前記第１の搬送部材に支持され、前記第２の基板が前記第２の支持部材に支持されている場合において、前記搬送部材移動工程の前に、前記第１の搬送部材が前記第１の支持部材の上方に配置され、前記第２の搬送部材が前記第２の支持部材の下方に配置されるように、前記第１及び第２の搬送部材を前記ロードロック室内に進出させる進出工程を含み、前記搬送部材移動工程において、前記第１及び第２の搬送部材を一体的に下方に移動させ、前記第２の搬送部材が、前記第２の基板を前記第２の支持部材から受けるとともに、前記第１の搬送部材が、前記第１の基板を前記第１の支持部材に渡すことを特徴とする。
第７の発明は、第４又は第５の発明に係る基板交換方法において、前記第１の基板が前記第１の支持部材に支持され、前記第２の基板が前記第２の搬送部材に支持されている場合において、前記搬送部材移動工程の前に、前記第１の搬送部材が前記第１の支持部材の下方に配置され、前記第２の搬送部材が前記第２の支持部材の上方に配置されるように、前記第１及び第２の搬送部材を前記ロードロック室内に進出させる進出工程を含み、前記搬送部材移動工程において、前記第１及び第２の搬送部材を一体的に上方に移動させ、前記第１の搬送部材が、前記第１の基板を前記第１の支持部材から受けるとともに、前記第２の搬送部材が、前記第２の基板を前記第２の支持部材に渡すことを特徴とする。
本発明によれば、基板処理装置のロードロック室と搬送装置との間で基板の交換を行う場合において、単位時間当たりの基板の処理枚数、いわゆるスループットを増大させることが単純な構成で実現できる。
本発明の実施の形態に係る基板交換機構を備える基板処理装置の構成を示す平面図である。 本発明の実施の形態に係る基板交換機構の構成を示す斜視図である。 本発明の実施の形態に係る基板交換機構を説明するための図であり、第１及び第２の搬送部材が設けられた搬送装置の構成を示す斜視図である。 本発明の実施の形態に係る基板交換方法の一例を行う際の、各時点における支持部材及び搬送部材の位置を示す図である。 図４（ｂ）と図４（ｃ）の間の時点における支持部材及び搬送部材の位置の一例を示す図である。 図４（ｂ）と図４（ｃ）の間の時点における支持部材及び搬送部材の位置の別の例を示す図である。 本発明の実施の形態に係る基板交換方法の別の例を行う際の、各時点における支持部材及び搬送部材の位置を示す図である。 本発明の実施の形態に係る基板交換機構において、搬送装置が基板処理室とロードロック室との間で基板の交換をする様子を、従来の基板交換機構と比較して示す図である。 本発明の実施の形態の変形例に係る基板交換方法の一例を行う際の、各時点における支持部材及び搬送部材の位置を示す図である。 図９（ｂ）と図９（ｃ）の間の時点における支持部材及び搬送部材の位置の一例を示す図である。 図９（ｂ）と図９（ｃ）の間の時点における支持部材及び搬送部材の位置の別の例を示す図である。
次に、本発明を実施するための形態について図面と共に説明する。
（実施の形態）
最初に、図１を参照し、本発明の実施の形態に係る基板交換機構を備える基板処理装置について説明する。
図１は、本実施の形態に係る基板交換機構を備える基板処理装置の構成を示す平面図である。
基板処理装置５０は、例えば成膜処理のような高温処理を行う４つの基板処理室１、２、３、４を備えており、基板処理室１〜４は六角形をなす搬送室５の４つの辺にそれぞれ対応して設けられている。搬送室５の他の２つの辺には、ロードロック室６、７が設けられている。ロードロック室６、７の搬送室５と反対側には搬入出室８が設けられており、搬入出室８のロードロック室６、７と反対側には、被処理基板としての半導体ウェハＷを収容可能な３つのフープ（ＦＯＵＰ：Front Opening Unified Pod）を取り付けるポート９、１０、１１が設けられている。基板処理室１〜４は、その中で処理プレート上に被処理体を載置した状態で所定の基板処理、例えばエッチングや成膜処理を行うようになっている。
基板処理室１〜４は、図１に示すように、搬送室５の各辺にゲートバルブＧを介して接続され、各基板処理室１〜４に対応するゲートバルブＧを開放することにより搬送室５と連通され、対応するゲートバルブＧを閉じることにより搬送室５から遮断される。ロードロック室６、７は、搬送室５の残りの辺のそれぞれに、第１のゲートバルブＧ１を介して接続され、また、搬入出室８に第２のゲートバルブＧ２を介して接続されている。ロードロック室６、７は、第１のゲートバルブＧ１を開放することにより搬送室５に連通され、第１のゲートバルブＧ１を閉じることにより搬送室５から遮断される。また、第２のゲートバルブＧ２を開放することにより搬入出室８に連通され、第２のゲートバルブＧ２を閉じることにより搬入出室８から遮断される。
搬送室５内には、基板処理室１〜４、ロードロック室６、７に対してウェハＷの搬入出を行う搬送装置４０が設けられている。搬送装置４０は、搬送室５の略中央に配設されており、半導体ウェハＷを支持する２つの支持部材４１、４２を有している。
搬入出室８のウェハ収容容器であるフープＦ取り付け用の３つのポート９〜１１にはそれぞれ図示しないシャッターが設けられており、ポート９〜１１にウェハＷを収容した、または空のフープＦが直接取り付けられ、取り付けられた際にシャッターが外れて外気の侵入を防止しつつ搬入出室８と連通するようになっている。また、搬入出室８の側面にはアライメントチャンバ１５が設けられており、そこでウェハＷのアライメントが行われる。
搬入出室８内には、フープＦに対する半導体ウェハＷの搬入出及びロードロック室６、７に対するウェハＷの搬入出を行う搬送装置１６が設けられている。搬送装置１６は、多関節アーム構造を有しており、フープＦの配列方向に沿ってレール１８上を走行可能となっていて、先端のピック１７上に半導体ウェハＷを載せてウェハＷの搬送を行う。
基板処理装置５０は、各構成部を制御するマイクロプロセッサ（コンピュータ）よりなるプロセスコントローラ２０を有しており、各構成部がプロセスコントローラ２０に接続されて制御される構成となっている。また、プロセスコントローラ２０には、オペレータが真空処理システムを管理するためにコマンドの入力操作等を行うキーボードや、例えばプラズマ処理装置の稼働状況を可視化して表示するディスプレイ等からなるユーザインターフェース２１が接続されている。
また、プロセスコントローラ２０には、基板処理装置５０で実行される各種処理をプロセスコントローラ２０の制御にて実現するための制御プログラムや、処理条件に応じて基板処理装置５０の各構成部に処理を実行させるためのプログラム、例えば成膜処理に関わる成膜レシピ、ウェハＷの搬送に関わる搬送レシピ、ロードロック装置の圧力調整などに関わるパージレシピ等が格納された記憶部２２が接続されている。このような各種レシピは記憶部２２の中の記録媒体に記録されている。記録媒体は、ハードディスクのような固定的なものであってもよいし、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、フラッシュメモリ等の可搬性のものであってもよい。また、他の装置から、例えば専用回線を介してレシピを適宜伝送させるようにしてもよい。
そして、必要に応じて、ユーザインターフェース２１からの指示等にて任意のレシピを記憶部２２から呼び出してプロセスコントローラ２０に実行させることにより、プロセスコントローラ２０の制御下で、基板処理装置５０での所望の処理が行われる。また、プロセスコントローラ２０は、ロードロック室６、７において、標準的なパージレシピに基づいて処理を行っている過程で、ウェハの変形を抑制するように、圧力やウェハＷの高さを制御可能となっている。
次に、図２及び図３を参照し、本実施の形態に係る基板交換機構について説明する。
図２は、本実施の形態に係る基板交換機構の構成を示す斜視図である。
図２に示すように、本実施の形態に係る基板交換機構３０は、基板処理装置５０の搬送装置４０を用いて、基板処理装置５０のロードロック室６、７内の基板の交換を行うためのものであり、第１の支持部材３１と、第２の支持部材３２と、第１の搬送部材（ピック）４１と、第２の搬送部材（ピック）４２とを有する。ロードロック室６、７は、互いに同一の構造を有するものであるため、以下、本実施の形態では、ロードロック室６について説明するが、ロードロック室７についても同様である。
第１の支持部材３１は、ロードロック室６内に固定して設けられ、第１の基板であるウェハＷ１を支持するためのものである。図２に示すように、第１の支持部材３１は、例えば、一端がロードロック室６内の側面等に支持固定され、他端にＬ型の形状を有しウェハＷ１を載置する載置部３３が設けられた部材３４を３つ以上用いて構成することができる。図２では、部材３４を４つ用いた構成が例示されている。第１の支持部材３１は、ロードロック室６内で、ウェハＷの３箇所以上の隅を載置部３３に載置して支持する。基板処理装置５０の搬送装置４０を用いてロードロック室６内のウェハＷ１の交換を行う際のウェハＷ１の搬送の障害にならないように、第１の支持部材３１は、ロードロック室６の周縁に設けられ、ウェハＷ１を支持する他端の付近のみがウェハＷ１を支持する領域にかかるように設けられる。
第２の支持部材３２は、ロードロック室６内に上下動可能に設けられ、第２の基板であるウェハＷ２を支持するためのものである。図２に示すように、第２の支持部材３２は、例えば、上端又は下端がロードロック室６内において上下動可能に支持され、上端と下端の途中にウェハを載置する載置部３５を有する円柱形状を有する部材３６を３つ以上用いて構成することができ、ロードロック室６内で、ウェハＷ２の３箇所以上の隅を載置部３５に載置して支持する。図２では、部材３６を４つ用いた構成が例示されている。第２の支持部材３２も、基板処理装置５０の搬送装置４０を用いてロードロック室６内のウェハＷ２の交換を行う際のウェハＷ２の搬送の障害にならないように、設けられる。図２に示す例では、第２の支持部材３２の載置部３５の上面が第１の支持部材３１の載置部３３の上面よりも下方になるように配置される。以下、載置部３３及び載置部３５の上面の位置を、第１の支持部材３１及び第２の支持部材３２のそれぞれの上下方向の位置と定義する。
一方、第１の搬送部材（ピック）４１及び第２の搬送部材（ピック）４２は、搬送装置４０に設けられる。第１の搬送部材４１及び第２の搬送部材４２は、ロードロック室６内に進出状態又は退却状態を切換可能に設けられ、ロードロック室６内にウェハＷ１、Ｗ２を搬入出するためのものである。第１の搬送部材４１は、ロードロック室６内に固定して設けられた第１の支持部材３１との間でウェハＷ１を受け渡しするためのものである。第２の搬送部材４２は、ロードロック室６内に上下動可能に設けられた第２の支持部材３２との間でウェハＷ２を受け渡しするためのものである。第１の搬送部材４１及び第２の搬送部材４２は、図２に示すように、ロードロック室６内にウェハＷ１、Ｗ２を搬入出する際に、上下に重なるような状態でロードロック室６内に進出あるいは退却することができる。図２に示す例では、第２の搬送部材４２は第１の搬送部材４１の下方に配置される。また、第１の搬送部材４１と第２の搬送部材４２のウェハが載置される面の上下方向の位置を、第１の搬送部材４１と第２の搬送部材４２のそれぞれの上下方向の位置とする。
図３は、第１及び第２の搬送部材が設けられた搬送装置の構成を示す斜視図である。
図３に示すように、搬送装置４０は、第１の回転・伸縮部４３、第２の回転・伸縮部４４を有する。第１の搬送部材４１、第２の搬送部材４２は、それぞれ第１の回転・伸縮部４３の先端、第２の回転・伸縮部４４の先端に取り付けられている。また、第１の搬送部材４１、第２の搬送部材４２は、少なくとも伸張された状態で、互いに上下に重なり、ともに同一の方向を向くようにそれぞれ第１の回転・伸縮部４３の先端、第２の回転・伸縮部４４の先端に取り付けられている。また、第１の回転・伸縮部４３、第２の回転・伸縮部４４は、回転軸を中心に回転可能な基台である回転部４５の上に設けられている。また、第１の回転・伸縮部４３、第２の回転・伸縮部４４には、第１の搬送部材４１及び第２の搬送部材４２を独立して又は一体的に上下方向に駆動する図示しない搬送部材駆動部が設けられている。第１の搬送部材４１及び第２の搬送部材４２を一体的に上下方向に駆動する場合には、図示しない搬送部材駆動部を回転部４５又は第１の回転・伸縮部４３及び第２の回転・伸縮部４４に設けることができ、第１の搬送部材４１及び第２の搬送部材４２を独立して上下方向に駆動する場合には、図示しない搬送部材駆動部を第１の回転・伸縮部４３及び第２の回転・伸縮部４４に設けることができる。
次に、図４から図９を参照し、本実施に係る基板交換方法について説明する。図４（ａ）から図４（ｄ）は、本実施の形態に係る基板交換方法の一例を行う際の、各時点における支持部材及び搬送部材の位置を示す図である。図５は、図４（ｂ）と図４（ｃ）の間の時点における支持部材及び搬送部材の位置の一例を示す図である。図６は、図４（ｂ）と図４（ｃ）の間の時点における支持部材及び搬送部材の位置の別の例を示す図である。図７（ａ）から図７（ｄ）は、本実施の形態に係る基板交換方法の別の例を行う際の、各時点における支持部材及び搬送部材の位置を示す図である。
本実施の形態に係る基板交換方法は、ロードロック室６と、搬送室５の搬送装置４０との間で、処理済み基板と未処理基板とを交換する方法である。
本実施の形態に係る基板交換方法は、ロードロック室６内に進出させた第１の搬送部材４１及び第２の搬送部材４２を一体的に上方又は下方に第１の距離Ｈ１だけ移動させる搬送部材移動工程と、第２の支持部材３２を第１の搬送部材４１及び第２の搬送部材４２の移動方向と同じ方向に第１の距離Ｈ１よりも大きな第２の距離Ｈ２だけ移動させる支持部材移動工程とを含み、搬送部材移動工程を行うとともに、支持部材移動工程を行うものである。
始めに、図４に示すように、未処理基板であるウェハＷ２がロードロック室６の第２の支持部材３２に支持され、処理済み基板であるウェハＷ１が搬送装置４０の第１の搬送部材４１に支持されている例（第１の例）を想定する。なお、第１の例において、未処理基板（ウェハＷ２）は本発明における第２の基板に相当し、処理済み基板（ウェハＷ１）は本発明における第１の基板に相当する。
図４（ａ）は、未処理基板（ウェハＷ２）がロードロック室６の第２の支持部材３２に支持され、ロードロック室６の第１の支持部材３１には基板（ウェハＷ１）が支持されていない状態を示す。基板（ウェハＷ１）を支持していない第１の支持部材３１の上下方向の位置を第１の位置Ｚ１とし、未処理基板（ウェハＷ２）を支持している第２の支持部材３２の上下方向の位置を第２の位置Ｚ２とする。上向きが正方向、下向きが負方向であると定義すると、Ｚ１＞Ｚ２である。
次に、処理済み基板（ウェハＷ１）を支持している第１の搬送部材４１と、基板（ウェハＷ２）を支持していない第２の搬送部材４２とを、ロードロック室６内に進出させる。このとき、第１の支持部材３１と第２の支持部材３２との上下方向の間隔が、第１の搬送部材４１と第２の搬送部材４２との上下方向の間隔よりも小さい状態を保ったまま、ロードロック室６内に進出させる。
図４（ｂ）は、処理済み基板（ウェハＷ１）を支持している第１の搬送部材４１と、基板（ウェハＷ２）を支持していない第２の搬送部材４２とが、ロードロック室６内に進出している状態を示す。処理済み基板（ウェハＷ１）を支持している第１の搬送部材４１の上下方向の位置を第３の位置Ｚ３とし、基板（ウェハＷ２）を支持していない第２の搬送部材４２の上下方向の位置を第４の位置Ｚ４とする。このとき、第１の搬送部材４１が第１の支持部材３１よりも上方にあることから、Ｚ３＞Ｚ１である。また、第２の搬送部材４２が第２の支持部材３２よりも下方にあることから、Ｚ２＞Ｚ４である。また、第２の搬送部材４２が第１の搬送部材４１よりも距離Ｓだけ下方にあるとすると、Ｓ＝Ｚ３−Ｚ４＞０である。
次に、第１の搬送部材４１及び第２の搬送部材４２を一体的に下方に移動させるとともに、第２の支持部材３２も第１の搬送部材４１及び第２の搬送部材４２の移動方向と同じ方向すなわち下方に移動させる。
図４（ｃ）は、第１の搬送部材４１及び第２の搬送部材４２が一体的に下方に移動するとともに、第２の支持部材３２も下方に移動した状態を示す。このとき、第１の搬送部材４１及び第２の搬送部材４２は、下方に第１の距離Ｈ１だけ移動するとともに、第２の支持部材３２は、第１の距離Ｈ１よりも大きい第２の距離Ｈ２だけ下方に移動する。すなわち、Ｈ２＞Ｈ１の関係がある。また、図４（ｃ）における第２の支持部材３２、第１の搬送部材４１及び第２の搬送部材４２の上下方向の位置をＺ２´、Ｚ３´、Ｚ４´とすると、Ｚ３´＝Ｚ３−Ｈ１、Ｚ４´＝Ｚ４−Ｈ１、Ｚ２´＝Ｚ２−Ｈ２である。
ここで、図４（ｃ）に示すように、第１の搬送部材４１及び第２の搬送部材４２の一方の搬送部材が基板を受けるとともに、他方の搬送部材が基板を渡すためには、（１Ａ）第１の支持部材３１が第１の搬送部材４１の上方にあること、（１Ｂ）第２の支持部材３２が第２の搬送部材４２の下方にあること、を満たすようにすればよい。すなわち、Ｚ１、Ｚ２´、Ｚ３´、Ｚ４´の関係は、（１Ａ）の条件によるＺ１＞Ｚ３´、（１Ｂ）の条件によるＺ２´＜Ｚ４´を満たすようにすればよい。このとき、（１Ａ）の条件によりＨ１＞Ｚ３−Ｚ１、（１Ｂ）の条件によりＨ２＞Ｈ１＋（Ｚ２−Ｚ４）が得られる。すなわち、第１の距離Ｈ１を、第１の位置Ｚ１と第３の位置Ｚ３との上下間距離（Ｚ３−Ｚ１）よりも大きくすればよく、第２の距離Ｈ２を、第１の距離Ｈ１と、第２の位置Ｚ２と第４の位置Ｚ４との上下間距離（Ｚ２−Ｚ４）との和よりも大きくすればよい。
上記のような関係を満たすように第１の搬送部材４１及び第２の搬送部材４２並びに第２の支持部材３２を上下方向に移動させることにより、第１の搬送部材４１が、第１の基板である処理済み基板（ウェハＷ１）を第１の支持部材３１に渡すとともに、第２の搬送部材４２が、第２の基板である未処理基板（ウェハＷ２）を第２の支持部材３２から受けることができる。すなわち、第１の搬送部材４１及び第２の搬送部材４２の一方の搬送部材が基板を受けるとともに、他方の搬送部材が基板を渡すことができる。
また、第２の支持部材３２を下方に移動させる速度を、第１の搬送部材４１及び第２の搬送部材４２を一体的に下方に移動させる速度よりも大きくしてもよい。第１の搬送部材４１及び第２の搬送部材４２を一体的に下方に移動させる速度（の大きさ）を第１の速度Ｖ１とし、第２の支持部材３２を下方に移動させる速度（の大きさ）を第２の速度Ｖ２とする。この場合、Ｖ２＞Ｖ１とすることにより、第２の支持部材３２を下方に移動させる時間を第１の搬送部材４１及び第２の搬送部材４２を一体的に下方に移動させる時間に近づけることができ、基板交換を行う時間を短縮することができる。また、更に、Ｖ２＝Ｖ１×（Ｈ２／Ｈ１）となるように設定することにより、第２の支持部材３２を下方に第２の距離Ｈ２だけ移動させる時間を、第１の搬送部材４１及び第２の搬送部材４２を一体的に下方に第１の距離Ｈ１だけ移動させる時間と一致させることができ、基板交換を行う時間を更に短縮することができる。
なお、本実施の形態では、第１の搬送部材４１及び第２の搬送部材４２を一体的に下方に移動させるとともに、第２の支持部材３２も第１の搬送部材４１及び第２の搬送部材４２の移動方向と同じ方向すなわち下方に移動させるが、最終的に上記の位置関係を満たすように移動すればよく、第１の搬送部材４１及び第２の搬送部材４２を互いに独立して下方に移動させてもよい。
例えば、第１の搬送部材４１及び第２の搬送部材４２を一体的に下方に移動させたときに、第１の搬送部材４１が第２の支持部材３２に支持されている未処理基板（ウェハＷ２）と干渉しない、すなわちＺ３´（＝Ｚ３−Ｈ１）＞Ｚ２よりＨ１＜Ｚ３−Ｚ２の関係を満たすのであれば、先に第１の搬送部材４１及び第２の搬送部材４２を一体的に第１の距離Ｈ１だけ下方に移動させ、次に第２の支持部材３２を第２の距離Ｈ２だけ下方に移動させてもよい。
図５は、第１の搬送部材４１及び第２の搬送部材４２を一体的に第１の距離Ｈ１だけ下方に移動させた後であって、第２の支持部材３２を移動させる前の状態を示す。この場合、先に第１の搬送部材４１及び第２の搬送部材４２を一体的に第１の距離Ｈ１だけ下方に移動させることによって、第１の搬送部材４１に支持されている処理済み基板（ウェハＷ１）を第１の支持部材３１に受け渡し、次に第２の支持部材３２を第２の距離Ｈ２だけ下方に移動させることによって、第２の支持部材３２に支持されている未処理基板（ウェハＷ２）を第２の搬送部材４２に受け渡すことができる。
また、例えば、第２の支持部材３２を第２の距離Ｈ２だけ下方に移動させ、次に第１の搬送部材４１及び第２の搬送部材４２を第１の距離Ｈ１だけ下方に移動させてもよい。
図６は、第２の支持部材３２を第２の距離Ｈ２だけ下方に移動させた後であって、第１の搬送部材４１及び第２の搬送部材４２を移動させる前の状態を示す。この場合、先に第２の支持部材３２を第２の距離Ｈ２だけ下方に移動させることによって、第２の支持部材３２に支持されている未処理基板（ウェハＷ２）を第２の搬送部材４２に受け渡し、次に第１の搬送部材４１及び第２の搬送部材４２を一体的に第１の距離Ｈ１だけ下方に移動させることによって、第１の搬送部材４１に支持されている処理済み基板（ウェハＷ１）を第１の支持部材３１に受け渡すことができる。この場合、Ｚ３´（＝Ｚ３−Ｈ１）＞Ｚ２、すなわちＨ１＜Ｚ３−Ｚ２の関係を満たす必要はないので、基板交換機構の設計に際しての寸法の制約が緩和される。
その他、第１の搬送部材４１及び第２の搬送部材４２を一体的に下方に移動させる工程を行う期間と、第２の支持部材３２を下方に移動させる工程を行う期間とが一部重なるようにすることもできる。
更に、本実施の形態では、第１の搬送部材４１及び第２の搬送部材４２を一体的に下方に移動させるが、最終的に上記の位置関係を満たすように移動すればよく、第１の搬送部材４１及び第２の搬送部材４２を互いに独立して下方に移動させてもよい。
最後に、基板（ウェハＷ１）を支持していない第１の搬送部材４１と、未処理基板（ウェハＷ２）を支持している第２の搬送部材４２とを、ロードロック室６内から退却させる。第１の搬送部材４１及び第２の搬送部材４２は、第１の搬送部材４１の上下方向の位置が第３の位置Ｚ３´（＝Ｚ３−Ｈ１）であり、第２の搬送部材４２の上下方向の位置が第４の位置Ｚ４´（＝Ｚ４−Ｈ１）である状態を保ったまま、ロードロック室６内から退却させられる。
図４（ｄ）は、第１の搬送部材４１及び第２の搬送部材４２がロードロック室６内から退却させられた後の、処理済み基板（ウェハＷ１）がロードロック室６の第１の支持部材３１に支持され、ロードロック室６の第２の支持部材３２には基板（ウェハＷ２）が支持されていない状態を示す。処理済み基板（ウェハＷ１）を支持している第１の支持部材３１の上下方向の位置は第１の位置Ｚ１のままであり、基板（ウェハＷ２）を支持していない第２の支持部材３２の上下方向の位置は第２の位置Ｚ２´＝Ｚ２−Ｈ２である。
以上説明したようにして、処理済み基板（ウェハＷ１）が搬送装置４０の第１の搬送部材４１に支持され、未処理基板（ウェハＷ２）がロードロック室６の第２の支持部材３２に支持されている場合について、搬送装置４０とロードロック室６との間で基板の交換を行うことができる。
次に、図７に示すように、未処理基板であるウェハＷ１がロードロック室６の第１の支持部材３１に支持され、処理済み基板であるウェハＷ２が搬送装置４０の第２の搬送部材４２に支持されている例（第２の例）を想定する。なお、第２の例において、未処理基板（ウェハＷ１）は本発明における第１の基板に相当し、処理済み基板（ウェハＷ２）は本発明における第２の基板に相当する。また、第２の例において図７（ａ）、図７（ｂ）、図７（ｃ）及び図７（ｄ）で示す各時点の状態は、第１の例における図４（ａ）、図４（ｂ）、図４（ｃ）及び図４（ｄ）を逆順に並べた図４（ｄ）、図４（ｃ）、図４（ｂ）及び図４（ａ）の各時点の状態に相当する。
図７（ａ）は、未処理基板（ウェハＷ１）がロードロック室６の第１の支持部材３１に支持され、ロードロック室６の第２の支持部材３２には基板（ウェハＷ２）が支持されていない状態を示す。未処理基板（ウェハＷ１）を支持している第１の支持部材３１の上下方向の位置は第１の位置Ｚ１のままであり、基板（ウェハＷ２）を支持していない第２の支持部材３２の上下方向の位置は第２の位置Ｚ２´である。
次に、基板（ウェハＷ２）を支持していない第１の搬送部材４１と、処理済み基板（ウェハＷ２）を支持している第２の搬送部材４２とを、ロードロック室６内に進出させる。このとき、第１の支持部材３１と第２の支持部材３２との上下方向の間隔Ｚ１−Ｚ２´が、第１の搬送部材４１と第２の搬送部材４２との上下方向の間隔Ｓよりも大きい状態を保ったまま、ロードロック室６内に進出させる。
図７（ｂ）は、基板（ウェハＷ１）を支持していない第１の搬送部材４１と、処理済み基板（ウェハＷ２）を支持している第２の搬送部材４２とが、ロードロック室６内に進出している状態を示す。基板（ウェハＷ１）を支持していない第１の搬送部材４１の上下方向の位置である第３の位置Ｚ３´、処理済み基板（ウェハＷ２）を支持している第２の搬送部材４２の上下方向の位置である第４の位置Ｚ４´を用いると、第１の搬送部材４１が第１の支持部材３１よりも下方にあることから、Ｚ１＞Ｚ３´である。また、第２の搬送部材４２が第２の支持部材３２よりも上方にあることから、Ｚ４´＞Ｚ２´である。また、第２の搬送部材４２が第１の搬送部材４１よりも距離Ｓだけ下方にあることから、Ｓ＝Ｚ３´−Ｚ４´＞０である。
次に、第１の搬送部材４１及び第２の搬送部材４２を一体的に上方に移動させるとともに、第２の支持部材３２も第１の搬送部材４１及び第２の搬送部材４２の移動方向と同じ方向すなわち上方に移動させる。
図７（ｃ）は、第１の搬送部材４１及び第２の搬送部材４２が一体的に上方に移動するとともに、第２の支持部材３２も上方に移動した状態を示す。このとき、第１の搬送部材４１及び第２の搬送部材４２は、上方に第１の距離Ｈ１だけ移動するとともに、第２の支持部材３２は、上方に第２の距離Ｈ２だけ移動する。このとき、第１の例と同様に、第２の距離Ｈ２は第１の距離Ｈ１よりも大きく、Ｈ２＞Ｈ１である。また、図７（ｃ）における第２の支持部材３２、第１の搬送部材４１及び第２の搬送部材４２の上下方向の位置はＺ２、Ｚ３、Ｚ４であり、Ｚ３＝Ｚ３´＋Ｈ１、Ｚ４＝Ｚ４´＋Ｈ１、Ｚ２＝Ｚ２´＋Ｈ２である。
ここで、第１の例で説明したように、Ｚ３＞Ｚ１及びＺ２＞Ｚ４の関係を満たす。すなわち、図７（ｃ）に示すように、（２Ａ）第１の支持部材３１が第１の搬送部材４１の下方にあること、（２Ｂ）第２の支持部材３２が第２の搬送部材４２の上方にあること、を満たす。従って、第１の搬送部材４１及び第２の搬送部材４２の一方の搬送部材が基板を受けるとともに、他方の搬送部材が基板を渡すことができる。
また、第２の例においても、第１の例と同様に、第２の支持部材３２を上方に移動させる第２の速度（の大きさ）Ｖ２を、第１の搬送部材４１及び第２の搬送部材４２を一体的に上方に移動させる第１の速度（の大きさ）Ｖ１よりも大きくすることができる。これにより、第２の支持部材３２を上方に移動させる時間を第１の搬送部材４１及び第２の搬送部材４２を一体的に上方に移動させる時間に近づけることができ、基板交換を行う時間を短縮することができる。また、更に、Ｖ２＝Ｖ１×（Ｈ２／Ｈ１）となるように設定することにより、第２の支持部材３２を上方に第２の距離Ｈ２だけ移動させる時間を、第１の搬送部材４１及び第２の搬送部材４２を一体的に上方に第１の距離Ｈ１だけ移動させる時間と一致させることができ、基板交換を行う時間を更に短縮することができる。
なお、本実施の形態では、第１の搬送部材４１及び第２の搬送部材４２を一体的に上方に移動させるとともに、第２の支持部材３２も第１の搬送部材４１及び第２の搬送部材４２の移動方向と同じ方向すなわち上方に移動させるが、最終的に上記の位置関係を満たすように移動すればよく、第１の搬送部材４１及び第２の搬送部材４２を互いに独立して上方に移動させてもよい。
例えば、第２の支持部材３２を一体的に上方に移動させたときに、第２の搬送部材４２から第２の支持部材３２に受け渡される処理済み基板（ウェハＷ２）が第１の搬送部材４１と干渉しない、すなわちＺ２＜Ｚ３´（＝Ｚ３−Ｈ１）よりＨ１＜Ｚ３−Ｚ２の関係を満たすのであれば、先に第２の支持部材３２を第２の距離Ｈ２だけ上方に移動させ、次に、第１の搬送部材４１及び第２の搬送部材４２を一体的に第１の距離Ｈ１だけ上方に移動させてもよい。
第２の支持部材３２を第２の距離Ｈ２だけ上方に移動させた後であって、第１の搬送部材４１及び第２の搬送部材４２を移動させる前の状態は、第１の例で説明した図５に示される。この場合、先に第２の支持部材３２を第２の距離Ｈ２だけ上方に移動させることによって、第２の搬送部材４２に支持されている処理済み基板（ウェハＷ２）を第２の支持部材３２に受け渡し、次に第１の搬送部材４１及び第２の搬送部材４２を第１の距離Ｈ１だけ上方に移動させることによって、第１の支持部材３１に支持されている未処理基板（ウェハＷ１）を第１の搬送部材４１に受け渡すことができる。
また、例えば、第１の搬送部材４１及び第２の搬送部材４２を第１の距離Ｈ１だけ上方に移動させ、次に第２の支持部材３２を第２の距離Ｈ２だけ上方に移動させてもよい。
第１の搬送部材４１及び第２の搬送部材４２を第１の距離Ｈ１だけ上方に移動させた後であって、第２の支持部材３２を移動させる前の状態は、第１の例で説明した図６に示される。この場合、先に第１の搬送部材４１及び第２の搬送部材４２を第１の距離Ｈ１だけ上方に移動させることによって、第１の支持部材３１に支持されている未処理基板（ウェハＷ１）を第１の搬送部材４１に受け渡し、次に第２の支持部材３２を第２の距離Ｈ２だけ上方に移動させることによって、第２の搬送部材４２に支持されている処理済み基板（ウェハＷ２）を第２の支持部材３２に受け渡すことができる。この場合、Ｚ２＜Ｚ３´（＝Ｚ３−Ｈ１）よりＨ１＜Ｚ３−Ｚ２の関係を満たす必要はないので、基板交換機構の設計に際しての寸法の制約が緩和される。
その他、第２の支持部材３２を上方に移動させる工程を行う期間と、第１の搬送部材４１及び第２の搬送部材４２を上方に移動させる工程を行う期間とが一部重なるようにすることもできる。
更に、本実施の形態では、第１の搬送部材４１及び第２の搬送部材４２を一体的に上方に移動させるが、最終的に上記の位置関係を満たすように移動すればよく、第１の搬送部材４１及び第２の搬送部材４２を互いに独立して上方に移動させてもよい。
最後に、未処理基板（ウェハＷ１）を支持している第１の搬送部材４１と、基板（ウェハＷ２）を支持していない第２の搬送部材４２とを、ロードロック室６内から退却させる。第１の搬送部材４１及び第２の搬送部材４２は、第１の搬送部材４１の上下方向の位置が第３の位置Ｚ３であり、第２の搬送部材４２の上下方向の位置が第４の位置Ｚ４である状態を保ったまま、ロードロック室６内から退却させられる。
図７（ｄ）は、第１の搬送部材４１及び第２の搬送部材４２がロードロック室６内から退却させられた後の、処理済み基板（ウェハＷ２）がロードロック室６の第２の支持部材３２に支持され、ロードロック室６の第１の支持部材３１には基板（ウェハＷ１）が支持されていない状態を示す。処理済み基板（ウェハＷ２）を支持している第２の支持部材３２の上下方向の位置は第２の位置Ｚ２のままであり、基板（ウェハＷ１）を支持していない第１の支持部材３１の上下方向の位置は第１の位置Ｚ１のままである。
以上説明したようにして、処理済み基板（ウェハＷ２）が搬送装置４０の第２の搬送部材４２に支持され、未処理基板（ウェハＷ１）がロードロック室６の第１の支持部材３１に支持されている場合について、搬送装置４０とロードロック室６との間で基板の交換を行うことができる。
次に、図８を参照し、本実施の形態に係る基板交換機構によって、基板処理装置が単位時間当たりに処理することができる基板の処理枚数を増大させることができる作用効果について説明する。
図８は、本実施の形態に係る基板交換機構において、搬送装置が基板処理室とロードロック室との間で基板の交換をする様子を、従来の基板交換機構と比較して示す図である。図８（ａ）は、本実施の形態に係る基板交換機構について示す図であり、図８（ｂ）は、従来の基板交換機構について示す図である。
なお、本実施の形態におけるロードロック室で行うのと同様な基板交換方法を、基板処理室に導入することは困難である。従って、基板処理室においては、基板を１枚ずつ搬出又は搬入することが必要である。
本実施の形態に係る基板交換機構３０において、搬送装置４０が、第１及び第２の搬送部材４１、４２をロードロック室６内又は基板処理室（例えば基板処理室３）内に進出させ、ロードロック室６内の第１及び第２の支持部材３１、３２との間又は基板処理室３内の載置台との間で基板を受け渡すための時間をＴｘとする。また、第１及び第２の搬送部材４１、４２の伸縮する方向をロードロック室６の方向と基板処理室３の方向との間で変えるために搬送装置４０を回転させるための時間をＴＲとする。このとき、基板処理室３とロードロック室６との間での基板の交換の所要時間については、図８（ａ）に示すように、
（ａ１）基板処理室３と搬送装置４０との間での基板の交換：Ｔｘ×２
（ａ２）基板処理室３方向からロードロック室６方向への搬送装置４０の回転：ＴＲ
（ａ３）ロードロック室６と搬送装置４０との間での基板の交換：Ｔｘ
（ａ４）合計所要時間：Ｔｘ×３＋ＴＲ
となる。特に、ロードロック室６と搬送装置４０との間での基板の交換の際は、第１及び第２の搬送部材４１、４２を同時に伸縮させ、ロードロック室６に進出した状態と退却した状態とを切換えることができるため、Ｔｘの時間で行うことができる。
一方、従来の基板交換機構１３０は、本実施の形態に係る基板交換機構３０とは異なり、例えば図８（ｂ）に示すように、搬送装置１４０には、両端に２枚の基板を支持することができるように一体に形成された第１及び第２の搬送部材１４１、１４２が、両端の中間の点を回転中心として回転することができるように、設けられている。この場合、搬送装置１４０は、第１及び第２の搬送部材１４１、１４２のうち、一方の搬送部材に１枚の基板を支持した状態で、基板を支持していない他方の搬送部材を向けてロードロック室１０６内又は基板処理室（例えば基板処理室１０３）内に進出し、ロードロック室１０６内又は基板処理室１０３内の図示しない支持部材又は載置台から基板を受けてロードロック室１０６内又は基板処理室１０３内から退却する。その後、搬送装置１４０は、第１及び第２の搬送部材１４１、１４２が１８０°反転するように搬送装置１４０を回転させ、最初から別の基板を支持していた搬送部材を向けてロードロック室１０６内又は基板処理室１０３内に進出し、ロードロック室１０６内又は基板処理室１０３内の図示しない支持部材又は載置台に基板を渡してロードロック室１０６内又は基板処理室１０３内から退却する。従って、ロードロック室１０６との間、又は基板処理室１０３との間での基板の交換の際に、搬送装置１４０を１８０°回転させるための時間ＴＲ´が別途必要になる。また、搬送装置１４０が、第１又は第２の搬送部材１４１、１４２をロードロック室１０６又は基板処理室１０３に進出させ、ロードロック室１０６の図示しない支持部材又は基板処理室１０３内の載置台との間で基板を受け渡すための時間をＴｘとし、第１又は第２の搬送部材１４１、１４２の伸縮する方向をロードロック室１０６の方向と基板処理室１０３の方向との間で変えるために搬送装置１４０を回転させるための時間をＴＲとする。このとき、基板処理室１０３とロードロック室１０６との間での基板の交換の所要時間については、図８（ｂ）に示すように、
（ｂ１）基板処理室１０３と搬送装置１４０との間での基板の交換：Ｔｘ×２＋ＴＲ´
（ｂ２）基板処理室１０３方向からロードロック室１０６方向への搬送装置１４０の回転：ＴＲ
（ｂ３）ロードロック室１０６と搬送装置１４０との間での基板の交換：Ｔｘ×２＋ＴＲ´
（ｂ４）合計所要時間：Ｔｘ×４＋ＴＲ´×２＋ＴＲ
となる。特に、ロードロック室１０６と搬送装置１４０との間での基板の交換の際は、第１及び第２の搬送部材１４１、１４２の一方をロードロック室１０６に向けて伸縮させて一枚の基板の交換を行った後、搬送部材を反転させて第１及び第２の搬送部材１４１、１４２の他方をロードロック室１０６に向けて伸縮させてもう一枚の基板の交換を行うため、Ｔｘ×２＋ＴＲ´の時間を要する。
従って、本実施の形態に係る基板交換機構では、従来の基板交換機構に比べて、少なくともロードロック室と搬送装置との間の基板の交換の際にＴｘ＋ＴＲ´の時間を短縮することができる。また、単位時間当たりの基板の処理枚数、いわゆるスループットを比較すると、本実施の形態に係る基板交換機構では、１／（Ｔｘ×４＋ＴＲ´×２＋ＴＲ）から１／（Ｔｘ×３＋ＴＲ）にスループットを増大させることができる。
以上、本実施の形態に係る基板交換機構によれば、ロードロック室内に進出した第１及び第２の搬送部材を一体的に上方又は下方に第１の距離だけ移動するとともに、第２の支持部材を第１及び第２の搬送部材の移動方向と同じ方向に第１の距離よりも大きな第２の距離だけ移動し、第１及び第２の搬送部材の一方の搬送部材が基板を受けるとともに、他方の搬送部材が基板を渡すことによって、単位時間当たりの基板の処理枚数、いわゆるスループットを増大させることができる。
（実施の形態の変形例）
次に、図９から図１１を参照し、本発明の実施の形態の変形例について説明する。
図９（ａ）から図９（ｄ）は、本変形例に係る基板交換方法の一例を行う際の、各時点における支持部材及び搬送部材の位置を示す図である。図１０は、図９（ｂ）と図９（ｃ）の間の時点における支持部材及び搬送部材の位置の一例を示す図である。図１１は、図９（ｂ）と図９（ｃ）の間の時点における支持部材及び搬送部材の位置の別の例を示す図である。ただし、以下の文中では、先に説明した部分には同一の符号を付し、説明を省略する場合がある。
本変形例に係る基板交換機構は、第２の支持部材３２の載置部３５の上方に、第２の支持部材３２の部材３６と一体で第３の支持部材３７の載置部３８が設けられている点で、実施の形態に係る基板交換機構と相違する。すなわち、実施の形態に係る基板交換機構において、ロードロック室６内に固定して設けられ、第１の基板を支持する第１の支持部材３１と、ロードロック室６内に上下動可能に設けられ、第２の基板を支持する第２の支持部材３２とを有するのと相違し、本変形例に係る基板交換機構では、ロードロック室６内に第２の支持部材３２と一体で上下動可能に設けられ、第３の基板であるウェハＷ３を支持する第３の支持部材３７を有する。
なお、以下、載置部３５が第２の支持部材３２に相当し、載置部３８が第３の支持部材３７に相当するものとする。
また、本変形例では、第２の基板であるウェハＷ２の代わりに第３の基板ウェハＷ３を受け渡しする。
本変形例に係る基板交換機構を構成する部材のうち、第２の支持部材３２と一体に形成された第３の支持部材３７以外の部材、すなわち第１の支持部材３１、第１の搬送部材４１及び第２の搬送部材４２は、実施の形態に係る基板交換機構を構成する部材と同様である。
第３の支持部材３７は、ロードロック室６内に第２の支持部材３２と一体で上下動可能に設けられ、第３の基板であるウェハＷ３を支持するためのものである。第３の支持部材３７は、上下方向において、第１の支持部材３１を中心として第２の支持部材３２と反対側に設けられる。例えば、第２の支持部材３２が第１の支持部材３１の下方に配置されている図９の例では、第３の支持部材３７は、第１の支持部材３１の上方に配置される。
本変形例に係る基板交換方法において、最初に、未処理基板（ウェハＷ２）がロードロック室６の第２の支持部材３２に支持され、処理済み基板（ウェハＷ１）が搬送装置４０の第１の搬送部材４１に支持されている場合に、ロードロック室と搬送装置との間で基板の交換を行う例（第３の例とする）は、実施の形態に係る第１の例と全く同様にして行うことができる。また、第３の例を行い、基板の交換が行われ、処理済み基板（ウェハＷ１）がロードロック室６の第１の支持部材３１に支持されている状態は、第３の支持部材３７が追加されていない点を除いては、図４（ｄ）に示される状態と同様である。また、図４（ｄ）において第３の支持部材３７を追加した状態は、後述する図９（ａ）に示される状態に相当する。
次に、図９に示すように、未処理基板（ウェハＷ１）がロードロック室６の第１の支持部材３１に支持され、処理済み基板（ウェハＷ３）が搬送装置４０の第１の搬送部材４１に支持されている例（第４の例）を説明する。
図９（ａ）は、未処理基板（ウェハＷ１）がロードロック室６の第１の支持部材３１に支持され、ロードロック室６の第２の支持部材３２及び第３の支持部材３７には基板が支持されていない状態を示す。未処理基板（ウェハＷ１）を支持している第１の支持部材３１の上下方向の位置は第１の位置Ｚ１のままであり、基板を支持していない第２の支持部材３２の上下方向の位置は第２の位置Ｚ２´である。また、第３の支持部材３７の位置をＺ５とする。
次に、処理済み基板（ウェハＷ３）を支持している第１の搬送部材４１と、基板を支持していない第２の搬送部材４２とを、ロードロック室６内に進出させる。このとき、第３の支持部材３７と第１の支持部材３１との上下方向の間隔であるＺ５−Ｚ１が、第１の搬送部材４１と第２の搬送部材４２との上下方向の間隔Ｓよりも大きい状態を保ち、第１の搬送部材４１と第２の搬送部材４２が、第３の支持部材３７と第１の支持部材３１との間に配置されるように、第１の搬送部材４１及び第２の搬送部材４２をロードロック室６に進出させる。
図９（ｂ）は、処理済み基板（ウェハＷ３）を支持している第１の搬送部材４１と、基板を支持していない第２の搬送部材４２とが、ロードロック室６内に進出している状態を示す。処理済み基板（ウェハＷ３）を支持している第１の搬送部材４１の上下方向の位置を第６の位置Ｚ６、基板を支持していない第２の搬送部材４２の上下方向の位置を第７の位置Ｚ７とする。このとき、第１の搬送部材４１が第３の支持部材３７よりも上方にあることから、Ｚ６＞Ｚ５である。また、第２の搬送部材４２が第１の支持部材３１よりも下方にあることから、Ｚ１＞Ｚ７である。また第２の搬送部材４２が第１の搬送部材４１よりも距離Ｓだけ下方にあることから、Ｓ＝Ｚ６−Ｚ７＞０である。
次に、第１の搬送部材４１及び第２の搬送部材４２を一体的に上方に移動させるとともに、第２の支持部材３２及び第３の支持部材３７も第１の搬送部材４１及び第２の搬送部材４２の移動方向と同じ方向すなわち上方に移動させる。
図９（ｃ）は、第１の搬送部材４１及び第２の搬送部材４２が一体的に上方に移動するとともに、第２の支持部材３２及び第３の支持部材３７も上方に移動した状態を示す。このとき、第１の搬送部材４１及び第２の搬送部材４２は、上方に第１の距離Ｈ１´だけ移動するとともに、第２の支持部材３２及び第３の支持部材３７は、上方に第２の距離Ｈ２´だけ移動する。このとき、第２の距離Ｈ２´は第１の距離Ｈ１´よりも大きく、Ｈ２´＞Ｈ１´である。また、図９（ｃ）における第３の支持部材３７、第１の搬送部材４１、第２の搬送部材４２のそれぞれの上下方向の位置はＺ５´、Ｚ６´、Ｚ７´であり、Ｚ５´＝Ｚ５＋Ｈ２´、Ｚ６´＝Ｚ６＋Ｈ１´、Ｚ７´＝Ｚ７＋Ｈ１´である。
ここで、図９（ｃ）に示すように、第１の搬送部材４１及び第２の搬送部材４２の一方の搬送部材が基板を受けるとともに、他方の搬送部材が基板を渡すためには、（４Ａ）第３の支持部材３７が第１の搬送部材４１の上方にあること、（４Ｂ）第１の支持部材３１が第２の搬送部材４２の下方にあること、を満たすようにすればよい。すなわち、Ｚ１、Ｚ５´、Ｚ６´、Ｚ７´の関係は、（４Ａ）の条件によるＺ５´＞Ｚ６´、（４Ｂ）の条件によるＺ７´＞Ｚ１を満たすようにすればよい。このとき、（４Ｂ）の条件によりＨ１´＞Ｚ１−Ｚ７、（４Ａ）の条件によりＨ２´＞Ｈ１´＋（Ｚ６−Ｚ５）が得られる。すなわち、第１の距離Ｈ１´を、第１の位置Ｚ１と第７の位置Ｚ７との上下間距離（Ｚ１−Ｚ７）よりも大きくすればよく、第２の距離Ｈ２´を、第１の距離Ｈ１´と、第６の位置Ｚ６と第５の位置Ｚ５との上下間距離（Ｚ６−Ｚ５）との和よりも大きくすればよい。
上記のような関係を満たすように第１の搬送部材４１及び第２の搬送部材４２並びに第２の支持部材３２及び第３の支持部材３７を上下方向に移動させることにより、第１の搬送部材４１が、処理済み基板（ウェハＷ３）を第３の支持部材３７に渡すとともに、第２の搬送部材４２が、未処理基板（ウェハＷ１）を第１の支持部材３１から受けることができる。すなわち、第１の搬送部材４１及び第２の搬送部材４２の一方の搬送部材が基板を受けるとともに、他方の搬送部材が基板を渡すことができる。
本変形例でも、実施の形態と同様に、第２の支持部材３２及び第３の支持部材３７を上方に移動させる第２の速度（の大きさ）Ｖ２´を、第１の搬送部材４１及び第２の搬送部材４２を一体的に上方に移動させる第１の速度（の大きさ）Ｖ１´よりも大きくすることができる。これにより、第２の支持部材３２及び第３の支持部材３７を上方に移動させる時間を第１の搬送部材４１及び第２の搬送部材４２を一体的に上方に移動させる時間に近づけることができ、基板交換を行う時間を短縮することができる。また、更に、Ｖ２´＝Ｖ１´×（Ｈ２´／Ｈ１´）となるように設定することにより、第２の支持部材３２及び第３の支持部材３７を上方に第２の距離Ｈ２´だけ移動させる時間を、第１の搬送部材４１及び第２の搬送部材４２を一体的に上方に第１の距離Ｈ１´だけ移動させる時間と一致させることができ、基板交換を行う時間を更に短縮することができる。また、第１の搬送部材４１及び第２の搬送部材４２を互いに独立して上方に移動させてもよい。
なお、本変形例でも、第１の搬送部材４１及び第２の搬送部材４２を一体的に上方に移動させるとともに、第２の支持部材３２及び第３の支持部材３７も上方に移動させるが、最終的に上記の位置関係を満たすように移動すればよく、第１の搬送部材４１及び第２の搬送部材４２を互いに独立して上方に移動させてもよい。
例えば、第１の搬送部材４１及び第２の搬送部材４２を一体的に上方に移動させたときに、第２の搬送部材４２に支持されている未処理基板（ウェハＷ１）が第３の支持部材３７と干渉しない、すなわちＺ７´（＝Ｚ７＋Ｈ１´）＜Ｚ５よりＨ１´＜Ｚ５−Ｚ７の関係を満たすのであれば、先に第１の搬送部材４１及び第２の搬送部材４２を一体的に第１の距離Ｈ１´だけ上方に移動させ、次に第２の支持部材３２及び第３の支持部材３７を第２の距離Ｈ２´だけ上方に移動させてもよい。
図１０は、第１の搬送部材４１及び第２の搬送部材４２を一体的に第１の距離Ｈ１´だけ上方に移動させた後であって、第２の支持部材３２及び第３の支持部材３７を移動させる前の状態を示す。この場合、先に第１の搬送部材４１及び第２の搬送部材４２を一体的に第１の距離Ｈ１´だけ上方に移動させることによって、第１の支持部材３１に支持されている未処理基板（ウェハＷ１）を第２の搬送部材４２に受け渡すことができる。そして、次に第２の支持部材３２及び第３の支持部材３７を第２の距離Ｈ２´だけ上方に移動させることによって、第１の搬送部材４１に支持されている処理済み基板（ウェハＷ３）を第３の支持部材３７に受け渡すことができる。
また、例えば、第２の支持部材３２及び第３の支持部材３７を第２の距離Ｈ２´だけ上方に移動させ、次に第１の搬送部材４１及び第２の搬送部材４２を一体的に第１の距離Ｈ１´だけ上方に移動させてもよい。
図１１は、第２の支持部材３２及び第３の支持部材３７を第２の距離Ｈ２´だけ上方に移動させた後であって、第１の搬送部材４１及び第２の搬送部材４２を移動させる前の状態を示す。この場合、先に第２の支持部材３２及び第３の支持部材３７を第２の距離Ｈ２´だけ上方に移動させることによって、第１の搬送部材４１に支持されている処理済み基板（ウェハＷ３）を第３の支持部材３７に受け渡すことができる。そして、次に第１の搬送部材４１及び第２の搬送部材４２を一体的に第１の距離Ｈ１´だけ上方に移動させることによって、第１の支持部材３１に支持されている未処理基板（ウェハＷ１）を第２の搬送部材４２に受け渡すことができる。この場合、Ｚ７´（＝Ｚ７＋Ｈ１´）＜Ｚ５よりＨ１´＜Ｚ５−Ｚ７の関係を満たす必要はないので、基板交換機構の設計に際しての寸法の制約が緩和される。
その他、第１の搬送部材４１及び第２の搬送部材４２を一体的に上方に移動させる工程を行う期間と、第２の支持部材３２及び第３の支持部材３７を上方に移動させる工程を行う期間とが一部重なるようにすることもできる。
更に、本変形例では、第１の搬送部材４１及び第２の搬送部材４２を一体的に上方に移動させるが、最終的に上記の位置関係を満たすように移動すればよく、第１の搬送部材４１及び第２の搬送部材４２を互いに独立して上方に移動させてもよい。
最後に、図９（ｄ）に示すように、基板を支持していない第１の搬送部材４１と、未処理基板（ウェハＷ１）を支持している第２の搬送部材４２とを、ロードロック室６内から退却させる。第１の搬送部材４１及び第２の搬送部材４２は、第１の搬送部材４１の上下方向の位置が第６の位置Ｚ６´（＝Ｚ６＋Ｈ１´）であり、第２の搬送部材４２の上下方向の位置が第７の位置Ｚ７´（＝Ｚ７＋Ｈ１´）である状態を保ったまま、ロードロック室６内から退却させられる。
本変形例によれば、まず、実施の形態と同様に、第１の搬送部材４１が処理済み基板（ウェハＷ１）を支持し、第２の支持部材３２が未処理基板（ウェハＷ２）を支持している状態で、第１の搬送部材４１及び第２の搬送部材４２をロードロック室６内に進出させ、第１の搬送部材４１に支持されている処理済み基板（ウェハＷ１）を第１の支持部材３１に渡し、第２の支持部材３２に支持されている未処理基板（ウェハＷ２）を第２の搬送部材４２で受け、第１の支持部材３１が処理済み基板（ウェハＷ１）を支持し、第２の搬送部材４２が未処理基板（ウェハＷ２）を支持している状態で、第１の搬送部材４１及び第２の搬送部材４２をロードロック室６内から退却させることができる（第３の例）。その後、何らかの基板の交換の都合により、第１の支持部材３１が未処理基板（ウェハＷ１）を支持し、第２の支持部材３２が基板を支持しておらず、第１の搬送部材４１が処理済み基板（ウェハＷ３）を支持し、第２の搬送部材４２が基板を支持していない状態においても、第１の搬送部材４１及び第２の搬送部材４２をロードロック室６内に進出させ、第１の搬送部材４１に支持されている処理済み基板（ウェハＷ３）を第３の支持部材３７に渡し、第１の支持部材３１に支持されている未処理基板（ウェハＷ１）を第２の搬送部材４２で受け、第２の搬送部材４２が未処理基板（ウェハＷ１）を支持し、第１の搬送部材４１が基板を支持していない状態で、第１の搬送部材４１及び第２の搬送部材４２をロードロック室６内から退却させることができる。従って、第３の支持部材３７を設けることにより、更に基板の交換の工程の順序の自由度を増大させることができる。
以上、本発明の好ましい実施の形態について記述したが、本発明はかかる特定の実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
１〜４ 基板処理室
５ 搬送室
６、７ ロードロック室
８ 搬入出室
９〜１１ ポート
１５ アライメントチャンバ
１６ 搬送装置
１７ ピック
１８ レール
２０ プロセスコントローラ
２１ ユーザインターフェース
２２ 記憶部
３０ 基板交換機構
３１ 第１の支持部材
３２ 第２の支持部材
３３、３５、３８ 載置部
３４、３６ 部材
３７ 第３の支持部材
４０ 搬送装置
４１ 第１の搬送部材
４２ 第２の搬送部材
４３ 第１の回転・伸縮部
４４ 第２の回転・伸縮部
４５ 回転部
５０ 基板処理装置
Ｆ フープ
Ｗ、Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３ ウェハ

Claims (7)

  1. 基板処理装置のロードロック室と、前記基板処理装置の搬送装置との間で基板の交換を行う基板交換機構において、
    前記ロードロック室内に固定して設けられ、第１の基板を支持する第１の支持部材と、
    前記ロードロック室内に上下動可能に設けられ、第２の基板を支持する第２の支持部材と、
    前記搬送装置に設けられ、前記第１及び第２の基板のそれぞれを前記第１及び第２の支持部材のそれぞれとの間で受け渡しする第１及び第２の搬送部材と
    を有し、
    前記ロードロック室内に進出した前記第１及び第２の搬送部材が一体的に上方又は下方に第１の距離だけ移動するとともに、前記第２の支持部材が前記第１及び第２の搬送部材の移動方向と同じ方向に前記第１の距離よりも大きな第２の距離だけ移動し、
    前記第１及び第２の搬送部材の一方の搬送部材が基板を受けるとともに、他方の搬送部材が基板を渡すことを特徴とする基板交換機構。
  2. 前記第２の支持部材が移動する速度は、前記第１及び第２の搬送部材が移動する速度よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の基板交換機構。
  3. 前記第１及び第２の搬送部材を上下方向に駆動する搬送部材駆動部と、
    前記第２の支持部材を上下方向に駆動する支持部材駆動部と
    を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の基板交換機構。
  4. 基板処理装置のロードロック室内に固定して設けられ、第１の基板を支持する第１の支持部材と、前記ロードロック室内に上下動可能に設けられ、第２の基板を支持する第２の支持部材と、前記基板処理装置の搬送装置に設けられ、前記第１及び第２の基板のそれぞれを、前記第１及び第２の支持部材のそれぞれとの間で受け渡しする第１及び第２の搬送部材とを用い、前記ロードロック室と前記搬送装置との間で基板の交換を行う基板交換方法であって、
    前記ロードロック室内に進出させた前記第１及び第２の搬送部材を一体的に上方又は下方に第１の距離だけ移動させる搬送部材移動工程と、
    前記第２の支持部材を前記第１及び第２の搬送部材の移動方向と同じ方向に前記第１の距離よりも大きな第２の距離だけ移動させる支持部材移動工程と
    を含み、
    前記搬送部材移動工程を行うとともに、前記支持部材移動工程を行い、
    前記第１及び第２の搬送部材の一方の搬送部材が基板を受けるとともに、他方の搬送部材が基板を渡すことを特徴とする基板交換方法。
  5. 前記第２の支持部材を移動させる速度は、前記第１及び第２の搬送部材を移動させる速度よりも大きいことを特徴とする請求項４に記載の基板交換方法。
  6. 前記第１の基板が前記第１の搬送部材に支持され、前記第２の基板が前記第２の支持部材に支持されている場合において、
    前記搬送部材移動工程の前に、前記第１の搬送部材が前記第１の支持部材の上方に配置され、前記第２の搬送部材が前記第２の支持部材の下方に配置されるように、前記第１及び第２の搬送部材を前記ロードロック室内に進出させる進出工程を含み、
    前記搬送部材移動工程において、前記第１及び第２の搬送部材を一体的に下方に移動させ、
    前記第２の搬送部材が、前記第２の基板を前記第２の支持部材から受けるとともに、前記第１の搬送部材が、前記第１の基板を前記第１の支持部材に渡すことを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の基板交換方法。
  7. 前記第１の基板が前記第１の支持部材に支持され、前記第２の基板が前記第２の搬送部材に支持されている場合において、
    前記搬送部材移動工程の前に、前記第１の搬送部材が前記第１の支持部材の下方に配置され、前記第２の搬送部材が前記第２の支持部材の上方に配置されるように、前記第１及び第２の搬送部材を前記ロードロック室内に進出させる進出工程を含み、
    前記搬送部材移動工程において、前記第１及び第２の搬送部材を一体的に上方に移動させ、
    前記第１の搬送部材が、前記第１の基板を前記第１の支持部材から受けるとともに、前記第２の搬送部材が、前記第２の基板を前記第２の支持部材に渡すことを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の基板交換方法。
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