JP2012009519A - 真空処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】設置面積あたりの生産性が高い半導体製造装置を提供する。
【解決手段】大気搬送室の背面側に並列に連結された第一と第二のロック室と、前記第一のロック室の後方側でこれと連結された第一の搬送室と、この第一の搬送室の後方側でこれと連結された第二の搬送室と、前記第二のロック室の後方側でこれと連結された第三の搬送室と、前記第一の搬送室と第二の搬送室及び第一の搬送室と第三の搬送室との間に配置されウエハがこれらの間で受け渡される第一及び第二の中継室と、前記第一，第二または第三の搬送室に連結された複数の処理室とを備え、前記第二の搬送室に連結された処理室の数が前記第一または第三の搬送室に連結された処理室の数よりも大きく、前記第二の中継室で前記第一または第二の搬送室に連結された処理室で処理された前記ウエハのみが前記第三の搬送室に受け渡される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、半導体ウエハ等の被処理基板を真空容器内部に配置された処理室内で処理する真空処理装置に係り、真空容器と連結されその内部を被処理基板が搬送される搬送容器を備えたものに関する。

上記のような装置、特に、真空容器の内部に配置され減圧された処理室内において処理対象の試料である半導体ウエハ等の基板（以下、「ウエハ」という）を処理する真空処理装置においては、処理の微細化，精密化とともに、処理対象であるウエハの処理の効率の向上が求められてきた。このために、近年では、一つの装置に複数の真空容器が連結され複数の処理室で並行してウエハの処理を行うことができるマルチチャンバ装置が開発され、クリーンルームの設置面積あたりの生産性の効率を向上させることが行われてきた。

また、このような複数の処理室あるいはチャンバを備えて処理を行う装置では、それぞれの処理室あるいはチャンバはこれに電界や磁界を供給する手段や内部を排気する排気ポンプ等の排気手段や処理室内部に供給される処理用ガスの供給を調節する手段等と共に各々の処理ユニットを構成し、この処理ユニットが内部のガスやその圧力が減圧可能に調節され基板を搬送するためのロボットアーム等が備えられた搬送室（搬送チャンバ）を含みウエハが内部で搬送され一時的に保持される搬送ユニットとに着脱可能に連結されている。より具体的には、各処理ユニットの減圧される処理室或いはチャンバが内部に配置された真空容器の側壁が、同程度に減圧された内部を処理前あるいは処理後のウエハが搬送される搬送ユニットの真空搬送容器の側壁に着脱可能に連結され内部が連通、閉塞可能に構成されている。

このような構成において真空処理装置全体の大きさは、真空搬送容器及び真空処理容器、或いは真空搬送室、真空処理室の大きさおよび配置により大きく影響される。例えば、真空搬送室は、必要な動作を実現するための大きさが、隣接して連結される搬送室または処理室の数，内部に配置されてウエハを搬送する搬送ロボットの数とその動作に要する最小の半径やウエハの径の大きさにも影響を受けて決定される。一方、真空処理室は処理対象のウエハの径、必要な圧力を実現するための処理室内の排気の効率，ウエハ処理のために必要な機器類の配置によっても影響される。更に、真空搬送室及び真空処理室の配置は、設置される箇所で使用者が要求する半導体デバイス等の生産の総量，効率を実現する上から必要とされる各処理装置に必要な処理室の数によっても影響を受ける。

さらに、真空処理装置の各処理容器は、所定の稼働時間や処理の枚数毎に保守，点検等メンテナンスを必要とし、このようなメンテナンスを効率よく行えるような各機器や各容器の配置が求められている。このような複数の真空処理容器と真空搬送容器とが連結して配置された真空処理装置の従来の技術としては、特表２００７−５１１１０４号公報（特許文献１）に開示のものが知られていた。

特表２００７−５１１１０４号公報

上記の従来技術においては、各処理ユニット或いは搬送ユニットが着脱可能に構成されることで、求められる処理の内容や条件、或いは保守，性能上の要求に応じた他のユニットと交換可能に構成されており、使用者の建屋内に設置された状態で、異なる処理に応じた構成の変更が可能となる。また、真空搬送容器は上方から見て平面形が多角形状にされ、この多角形の各辺に相当する側壁に真空処理ユニットの真空容器の側壁や別の搬送ユニットの真空搬送容器或いはこれら同士を連結する容器の側壁が着脱可能に連結される構成である。従来の技術は、このような構成により、このような真空処理装置では、真空搬送容器同士を（中間に連結する容器を挟んでも良い）連結することで、真空処理ユニットの数と配置との自由度を大きくして、使用者の要求の仕様の変更に短期間に応じて処理と構成とを変更することが可能となり、全体的な装置の稼働効率を高く維持しようとするものである。

しかしながら、上記の従来技術では、次のような点について考慮が足らず問題が有った。すなわち、真空搬送容器を（中間の容器の有無によらず）連結することで、可能な真空処理ユニットの配置や数が多くなるが、これらの配置や数のうちでウエハの処理や生産性の効率を最適にできる真空処理容器（真空処理ユニット）および真空搬送容器（真空搬送室）の配置と数等について十分に考慮されておらず、真空処理装置の設置面積あたりの生産量を損なっていた。

例えば、真空処理装置が複数の種類の真空処理ユニットを備える場合、特に、これらの種類の処理を順次にウエハに施す場合、先に施される処理及び後の処理を実施する真空処理ユニットが別の真空搬送容器に連結されて構成されている場合、これらの配置位置及び数の選択によっては処理の効率を損なってしまうことについて、上記従来技術では考慮されていなかった。このように従来技術では、真空処理装置の設置面積あたりのウエハの処理能力が損なわれていた。

本発明の目的は、設置面積あたりの生産性が高い半導体製造装置を提供することにある。

上記目的は、内部にウエハが収納されるカセットが載せられるカセット台が前面側に配置され内部で前記ウエハが搬送される大気搬送室と、この大気搬送室の背面側に並列に連結され前記ウエハを収納した内部の圧力を真空圧に調節可能な第一と第二のロック室と、前記第一のロック室の後方側でこれと連結され所定の真空圧にされた内部で前記ウエハを搬送する第一のロボットを有する第一の搬送室と、この第一の搬送室の後方側に配置されて該第一の搬送室と連結され真空下で前記ウエハを搬送する第二のロボットを有する第二の搬送室と、前記第二のロック室の後方側でこれと連結され第一の搬送容器と並列に配置され真空にされた内部で前記ウエハを搬送する第三のロボットを有する第三の搬送室と、前記第一の搬送室と第二の搬送室及び第一の搬送室と第三の搬送室との間で気密に封止可能に連結して配置され内部に前記ウエハが前記第一及び第二のロボットとの間または前記第三のロボットとの間で受け渡される収納部を備えた第一及び第二の中継室と、前記第一，第二または第三の搬送室に連結され内部で前記ウエハが処理される複数の処理室とを備え、前記複数の処理室うち前記第二の搬送室に連結された処理室の数が前記第一または第三の搬送室に連結された処理室の数よりも大きく、前記第二の中継室で前記第一または第二の搬送室に連結された処理室で処理された前記ウエハのみが前記第三のロボットに受け渡される真空処理装置により達成される。

さらに、前記第一，第二及び第三の搬送室に連結された各々の処理室及び前記中継室または第一，第二のロック室との間に配置されてこれらの間を気密に封止するバルブを備え、前記第一，第二及び第三の搬送室とこれに連結された各々の処理室との間のバルブが前記第一，第二及び第三の搬送室の内部と前記処理室の各々の内部との間を排他的に開放することにより達成される。

さらに、前記第二の搬送室に連結された前記処理室の数が２以上であって、前記第一及び第二の搬送室に接続された前記処理室の数が１以下であることにより達成される。

さらには、前記第一または第二の搬送室に連結された前記処理室で処理された前記ウエハが前記第一のロック室内部に別のウエハが収納されて待機している場合に前記第二の中継室及び前記第三の搬送室，前記第二のロック室を介して大気圧下に搬出されることにより達成される。

さらにまた、前記第一または第二の搬送室に接続された前記処理室において処理された前記ウエハが前記第三の搬送室に連結された前記処理室内部において前記処理の後処理が施されることにより達成される。

本発明の実施例に係る真空処理装置の全体の構成の概略を説明する上面図である。 図１に示した実施例の真空搬送室を拡大して示す横断面図である。 本発明の変形例に係る真空処理装置の全体の構成の概略を説明する上面図である。

以下、本発明による真空処理装置の実施例を図面により詳細に説明する。

〔実施例〕
図１は本発明の実施例に係る真空処理装置の全体の構成の概略を説明する上面図である。

図１に示す本発明の実施形態による真空処理室を含む真空処理装置１００は、大きく分けて、大気側ブロック１０１と真空側ブロック１０２とにより構成される。大気側ブロック１０１は、大気圧下で被処理物である半導体ウエハ等の基板状の試料を搬送，収納位置決め等を行う部分であり、真空側ブロック１０２は、大気圧から減圧された圧力下でウエハ等の基板状の試料を搬送し、予め定められた真空処理室内において処理を行うブロックである。そして、真空側ブロック１０２の前述した搬送や処理を行う真空側ブロック１０２の箇所と大気側ブロック１０１との間には、これらを連結して配置され試料を内部に有した状態で圧力を大気圧と真空圧との間で上下させる部分が配置されている。

大気側ブロック１０１は、内部に大気搬送ロボット１０９を備えた略直方体形状の筐体１０６を有し、この筐体１０６の前面側に取り付けられていて、処理用またはクリーニング用の被処理対象の半導体ウエハ等の基板状の試料（以下、ウエハ）が収納されているカセットがその上に載せられる複数のカセット台１０７が備えられている。

真空側ブロック１０２は、第一の真空搬送室１０４及び第二の真空搬送室１１０及び第三の真空搬送室１１３と大気側ブロック１０１との間に配置され、大気側と真空側との間でやりとりをするウエハを内部に有した状態で圧力を大気圧と真空圧との間でやりとりをする第一のロック室１０５及び第二のロック室１１１を各々一つまたは複数備えている。これらロック室は、内部の空間を上記の圧力に調節可能な真空容器であって、連結される箇所にウエハが内部を通過して搬送される通路とこれを開放，閉塞して気密に封止可能なバルブ１２０が配置されており、大気側と真空側との間を気密に区画している。また、内部の空間には、複数のウエハを上下にすき間を開けて収納し保持可能な収納部を備えており、これらウエハを収納した状態でバルブ１２０が閉塞され気密に区画される。

第一の真空搬送室１０４，第二の真空搬送室１１０，第三の真空搬送室１１３は各々が平面形状が略矩形状を有した真空容器を含むユニットであり、これらは、実質的に同一と見なせる程度の構成上の差異を有する３つのユニットである。第１の真空搬送室１０４と第三の真空搬送室１１３との対面にある一面に相当する側壁同士の間には第二の真空搬送中間室１１２′が配置されて両者を連結している。

第一，第二の真空搬送中間室１１２，１１２′は、内部が他の真空搬送室または真空処理室と同等の真空度まで減圧可能な真空容器であって、真空搬送室同士を連結して、内部の室同士が連通されている。真空搬送室との間には、内部の室を連通して内側でウエハが搬送される通路を開放，遮断してて区画するバルブ１２０が配置されており、これらのバルブ１２０が閉塞することによって、真空搬送中間室と真空搬送室との間は気密に封止される。

また、第一，第二の真空搬送中間室１１２，１１２′内部の室には、複数のウエハをこれらの面同士の間ですき間を開けて載せて水平に保持する収納部が配置されており、第一，第二の真空搬送室１０４，１１０の間、または第一，第三の真空搬送室１０４，１１３の間でウエハが受け渡される際に、一端収納される中継室の機能を備えている。すなわち、一方の真空搬送室内の真空搬送ロボット１０８によって搬入され前記収納部に載せられたウエハが他方の真空搬送室内の真空搬送ロボット１０８により搬出されて当該真空搬送室に連結された真空処理室１０３またはロック室に搬送される。

第一のロック室１０５と第二の真空搬送中間室１１２が接続されていない一面には、第二の真空搬送室１１０との間でウエハをやりとりする第一の真空搬送中間室１１２が接続される。さらに他の一面に、内部が減圧されその内部にウエハが搬送されて、ウエハを処理する真空処理室１０３が接続される。本実施例では、真空処理室１０３は、真空容器を含んで構成された電界，磁界の発生手段，容器内部の減圧される空間を排気する真空ポンプを含む排気手段を含むユニット全体を示しており、内部の処理室においてエッチング処理，アッシング処理或いは他の半導体ウエハに施す処理が施される。また、各真空処理室１０３には、実施される処理に応じて供給される処理ガスが流れる管路が連結されている。

第一の真空搬送室１０４には、真空処理室１０３一個が連結されている。第二の真空搬送室１１０，第三の真空搬送室１１３には３個の真空処理室１０３が連結可能に構成されているが、本実施例では２個までの真空処理室１０３が連結される。

第一の真空搬送中間室１１２の一方には第一の真空搬送室１０４が接続され、他の一方には第二の真空搬送室１１０が接続されている。第二の真空搬送室１１０も平面形状が略矩形状あるいはそれと見なせる程度の多角形状を有し、他の二面に真空処理室１０３を構成する真空容器の側壁面が接続されている。第二の真空搬送中間室１１２′の一方には第一の真空搬送室１０４が接続され、他の一方には第三の真空搬送室１１３が接続されている。

第三の真空搬送室１１３も平面形状が略直方形状であり、第三の真空搬送室１１３と筐体１０６が対面している一面には第二のロック室１１１が接続され、他の一面には、真空処理室１０３が接続されている。この真空側ブロック１０２は、全体が減圧されて高い真空度の圧力に維持可能な容器である。

第一の真空搬送室１０４および第二の真空搬送室１１０，第三の真空搬送室１１３は、その内部が搬送室とされており、第一の真空搬送室１０４には、真空下で第一のロック室１０５と真空処理室１０３または真空搬送中間室１１２，１１２′の何れかとの間でウエハを搬送する真空搬送ロボット１０８がその内部の空間の中央部分に配置されている。第二の真空搬送室１１０も前記同様真空搬送ロボット１０８が内部の中央部分に配置されており、真空処理室１０３，第二の真空搬送中間室１１２の何れかとの間でウエハの搬送を行う。

第三の真空搬送室１１３にも前記同様、真空下で第二のロック室１１１と真空処理室１０３または真空搬送中間室１１２′との間でウエハを搬送する真空搬送ロボット１０８がその中央に配置されている。この真空搬送ロボット１０８は、そのアーム上にウエハが載せられて、第一の真空搬送室１０４では真空処理室１０３に配置されたウエハ台上と第一のロック室１０５または真空搬送中間室１１２〜１１２′の何れかとの間でウエハの搬入，搬出を行う。これら真空処理室１０３，第一のロック室１０５および第二のロック室１１１，第一の真空搬送中間室１１２および第二の真空搬送中間室１１２′，第一の真空搬送室１０４および第二の真空搬送室１１０および第三の真空搬送室１１３の搬送室との間には、それぞれ気密に閉塞，開放可能なバルブ１２０により連通する通路が設けられており、この通路は、バルブ１２０により開閉される。

本実施例では、大気搬送ロボット１０９のアーム先端部のウエハ支持部上に載せられたウエハは、ウエハ支持部のウエハ接触面に配置された吸着装置により、ウエハ支持部上に吸着保持され、アームの動作によりウエハが支持部上で位置のズレが生じることが抑制される。特に、ウエハ支持部の接触面上に複数配置された開口から周囲のガスを吸引することで圧力を低下させてウエハを接触面上に吸着する構成を備えている。

一方、真空搬送ロボット１０８がウエハを載せるアーム先端部のウエハ支持部には、吸引による吸着を実施しない代わりに、支持部上にウエハと接して位置ズレを抑制する凸部、突起やピンが配置されアームの動作によりウエハがズレることを抑制している。また、このような位置ズレを抑制するためにアームの動作の速度、あるいは速度の変化の割合（加速度）を抑制しており、結果として、同じ距離のウエハの搬送には真空搬送ロボット１０８の方が時間を要し、搬送の効率は真空側ブロック１０２の方が低くなっている。

以下、本実施例では、真空ブロック１０２内での搬送時間が大気側ブロック１０１内でのものと比較して長い状態で、これらブロックを構成する真空搬送室，中間室や真空処理室を経由する搬送経路上を試料が搬送される搬送時間を低減して処理の効率を向上させる例を示す。また、各真空処理室１０３内でウエハに対して行われる処理の時間は、これら搬送の時間と同程度以下であり、真空処理装置１００全体の単位時間でのウエハの処理の枚数には、搬送の時間がより大きな影響を、特に支配的な影響を与えている。

次に、このような真空処理装置１００における、ウエハに対する処理を行う動作を以下に説明する。

カセット台１０７の何れかの上に載せられたカセット内に収納された複数のウエハは、真空処理装置１００の動作を調節する、何らかの通信手段により前記真空処理装置１００に接続された図示しない制御装置から指令を受けて、または、真空処理装置１００が設置される製造ラインの制御装置等からの指令を受けて、その処理が開始される。制御装置からの指令を受けた大気搬送ロボット１０９は、カセット内の特定のウエハをカセットから取出し、取出したウエハを予め定められた第一のロック室１０５あるいは第二のロック室１１１の何れかに搬送する。

例えば、ウエハが搬送されて格納された第一のロック室１０５では、搬送されたウエハを収納した状態でバルブ１２０が閉塞されて密封され所定の圧力まで減圧される。その後、第一のロック室１０５では第一の真空搬送室１０４に面した側のバルブ１２０が開放されて、第一のロック室１０５と第一の真空搬送室１０４の搬送室とが連通される。

真空搬送ロボット１０８は、そのアームを第一のロック室１０５内に伸張させて、第一のロック室１０５内のウエハをそのアーム先端部のウエハ支持部上に受け取り第一の真空搬送室１０４内に搬出する。さらに、真空搬送ロボット１０８は、そのアームに載せたウエハを、当該ウエハがカセットから取り出されたた際に制御装置によって予め指定された搬送の経路に沿って第一の真空搬送室１０４に接続された真空処理室１０３または第一の真空搬送中間室１１２の何れかに搬入する。例えば、第一の真空搬送中間室１１２に搬送されたウエハは、その後、第二の真空搬送室１１０に備えられた真空搬送ロボット１０８により第２の真空搬送中間室から第二の真空搬送室１１０に搬出され、上記予め定められた搬送の経路の目的地であるいずれかの真空処理室１０３に搬入される。

一方、ウエハが第二のロック室１１１に搬送されて格納された場合には、前記同様バルブ１２０が閉塞されて減圧された後、第三の真空搬送室１１３に面した側のバルブ１２０が開放されて、第二のロック室１１１と第三の真空搬送室１１３の搬送室とが連通される。真空搬送ロボット１０８は、そのアームを第二のロック室１１１内に伸張させて、第二のロック室１１１内のウエハを第三の真空搬送室１１３側に取り出して搬入する。さらに真空搬送ロボット１０８は、そのアームに載せたウエハを、当該ウエハがカセットから取り出された際に予め指定された経路に沿って第三の真空搬送室１１３に接続された真空処理室１０３に搬入する。

本実施例では、バルブ１２０は排他的に開閉される。すなわち、真空搬送中間室１１２に搬送されたウエハは第一の真空搬送室１０４との間を開閉するバルブ１２０が閉じられて真空搬送中間室１１２が封止される。その後、真空搬送中間室１１２と第二の真空搬送室１１０との間を開閉するバルブ１２０を開けて、第二の真空搬送室１１０に備えられた真空搬送ロボット１０８を伸張させて、第二の真空搬送室内１１０にウエハを搬送する。真空搬送ロボット１０８は、そのアームに載せたウエハを、カセットから取り出された際に予め定められた何れか一方の真空処理室１０３に搬送する。

ウエハが一方の真空処理室１０３に搬送された後、この真空処理室１０３と接続されている第一の真空搬送室１０４との間を開閉するバルブ１２０が閉じられて当該真空処理室が封止される。その後、当該処理室内に処理用のガスが導入されてこの真空処理室内が処理に適した圧力に調節される。当該真空処理室に電界または磁界を供給しこれにより処理用ガスを励起してこの処理室内にプラズマが形成されてウエハが処理される。

ウエハが処理される一方の真空処理室１０３とこれが連結された真空搬送室との間を開閉するバルブ１２０は、制御装置からの指令を受けて、当該真空搬送室を含みがこれが連結され連通されている空間を開放閉塞可能な他のバルブ１２０が閉塞されている状態で開放される。例えば、制御装置は、一方の真空処理室１０３とこれが連結された真空搬送室との間を区画するバルブ１２０の開放前に、当該真空処理室の他の３つの側壁に配置されたゲート（ウエハが内部を通って搬送される通路）を開閉するバルブ１２０を閉塞又は閉塞の確認の動作を指令して、これが確認された後に一方の真空処理室１０３を密封しているバルブ１２０を開放する。

ウエハの処理が終了したことが検出されると、他方の真空処理室１０３と第二の真空搬送室１１０との間のバルブ１２０が閉じられて両者の間が気密に封止されていることが確認された後、一方の真空処理室１０３と接続された第二の真空搬送室１１０との間を開閉するバルブ１２０が開放され、真空搬送ロボット１０８は処理済みのウエハをその内部に搬出し、当該ウエハが処理室内に搬入された場合と逆の搬送経路で第一のロック室１０５または第二のロック室１１１へと搬送する。この際、第一の真空搬送室１０４及び第二の真空搬送室，第三の真空搬送室１１３との間を区画するバルブ１２０を、同様にこれらに連結された真空処理室１０３との間がバルブ１２０によって気密に封止されていることが確認された場合には開放しておいても良い。

第一のロック室１０５または第二のロック室１１１にウエハが搬送されると、第一のロック室１０５と第一の真空搬送室１０４または第二のロック室１１１と第三の真空搬送室１１３とを連通する通路を開閉するバルブ１２０が閉じられて第一の真空搬送室１０４または第三の真空搬送室１１３の搬送室が密封され、第一のロック室１０５または第二のロック室１１１内の圧力が大気圧まで上昇させられる。その後、筐体１０６の内側との間を区画するバルブ１２０が開放されて、第一のロック室１０５または第二のロック室１１１の内部と筐体１０６の内部とが連通され、大気搬送ロボット１０９は、第一のロック室１０５または第二のロック室１１１から元のカセットにウエハを搬送してカセット内の元の位置に戻す。

本実施例においては、第一のロック室１０５または第二のロック室１１１から搬送されたウエハは、制御装置により最短の搬送距離となる経路が選択，指定されてこれに沿って搬送される。何れかの真空処理室１０３で処理されたウエハも、前記同様の経路で搬送される。すなわち、図１において、第一のロック室１０５から搬入されるウエハは、第一の真空搬送室１０４と第二の真空搬送室１１０に接続されている真空処理室１０３に搬送される。

また、第一の真空搬送室１０４，第二の真空搬送室１１０に接続された真空処理室１０３で処理されたウエハは、第一のロック室へ搬送され、元のカセットに戻される。第二のロック室１１１から搬入されるウエハもまた、最短距離の搬送経路となるように、第三の真空搬送室１１３に接続されている真空処理装置１０３へ搬送される。また、第三の真空搬送室１１３に接続された真空処理室１０３で処理されたウエハは、第二のロック室１１１へ搬送され、元のカセットに戻される。

ここで、第二の真空搬送中間室１１２′が無い場合を仮定すると、第一のロック室１０５が連結された第一の真空搬送室１０４を通り搬送されるウエハを処理する真空処理室１０３の数は第二のロック室１１１が連結された第三の真空搬送室１１３を通り搬送されるウエハを処理する真空処理室１０３の数より多くなることは明らかであり、この場合には第一のロック室１０５、これに連結された第一の真空搬送室１０４とその内部の真空搬送ロボット１０８の稼働時間は第二のロック室側のものよりも大きくなり、搬送の付加が前者の側に偏っているといえる。このような構成の場合、第一のロック室１０５側の搬送負荷が大きいと、第一のロック室１０５または第一の真空搬送室１０４でのウエハの搬送は、ウエハの搬出または搬入の準備ができているにも関わらず搬送されず待機している、所謂待時間が生じて搬送の効率が低下してしまい、装置全体の生産効率が低下してしまう。そこで、第一及び第三の真空搬送室１０４，１１３の間を連結する第二の真空搬送中間室１１２′を配置し、ウエハが第二の真空搬送中間室１１２′を通過し迂回して待機側の元のカセットに戻されることにより、第一のロック室１０５の搬送負荷を分散し低減する。

第一の真空搬送室１０４もしくは第二の真空搬送室１１０に接続された何れかの真空処理室１０３へ未処理のウエハが搬送される際、第一のロック室１０５での搬送が停滞していると制御装置により判定されると、この制御装置からの指令を受けて、大気搬送ロボット１０９はウエハを第二のロック室１１１に搬送する。例えば、第一のロック室１０５内のウエハの収納部に収納できる箇所が無い場合、あるいは内部を大気に開放するために大気圧に調節しなければならず許容される時間以上の時間が掛かると制御装置が判定した場合には、制御装置は、当該未処理ウエハを第二のロック室１１１に搬送するように大気搬送ロボット１０９に指令して動作させる。第二のロック室１１１に搬送されたウエハは、真空搬送ロボット１０８により第三の真空搬送室１１３へと搬送され、第二の真空搬送中間室１１２′を経由し予め定められた真空処理室１０３のいずれかに搬送され、当該真空処理室１０３において処理される。

第一，第二の真空搬送室１０４，１１０に連結された真空処理室１０３からカセットへウエハが戻される場合、第一のロック室１０５での搬送が停滞していると判定されると、前記制御装置の指令により、処理済みのウエハは第二の真空搬送中間室１１２′を経由し第二のロック室１１１へ搬送され、元のカセットに戻される。

一方、第三の真空搬送室１１３に接続されている真空処理室１０３から処理済みのウエハがロック室に向けて搬送される場合、第二のロック室１１１へと搬送され、元のカセットに戻される。本実施例では、前述のように第一のロック室１０５は搬送の負荷が大きいため、制御装置からの指令に応じて、処理済みのウエハが第二の真空搬送中間室１１２′を経由し第一のロック室１０５から搬出されることはないように調節される。第二の真空搬送中間室１１２′及び第三の真空搬送室１１３，第二のロック室１１１を通る経路を迂回路としてウエハの搬送を行うことで、第一，第二のロック室１０５，１１１間の搬送の負荷の偏りが分散され、生産効率が向上する。

次に、図１に示す本実施例において、四つの真空処理室１０３のうち一つが、エッチング処理されたウエハの後処理を行うもの、例えばウエハ上のマスクを取り除くためのアッシング処理を行うものであり、他三つがエッチング処理を行うものである場合の、各々の真空処理室１０３の配置及びウエハの搬送の手順の概要を説明する。

このような真空処理室を備えた装置の構成では、アッシング処理を行う真空処理室が接続された真空搬送室に備えられた真空搬送ロボット１０８は他の三つのエッチング処理を行う真空処理室で処理されたウエハの全てが搬送されてくる設定であることから、その搬送の負荷が大きくなる。そのため、本実施例では、アッシング装置は、搬送負荷の少ない真空搬送室に連結される。

図１では、第三の真空搬送室１１３に接続された真空処理室１０３はアッシング処理を行うものである。第一の真空搬送室１０４と第二の真空搬送室１１０に連結された三つの真空処理室１０３は、エッチング処理が実施されるものである。エッチング処理を行う真空処理室１０３に搬送される未処理のウエハは、第一のロック室１０５から搬送される。第一の真空搬送室１０４と第二の真空搬送室１１０に接続された三つの真空処理室１０３から搬送される処理済みのウエハは、第二の真空搬送中間室１１２′を経由して第三の真空搬送室１１３に連結された真空処理室１０３に搬送されてアッシング処理が施される。

一方、アッシング処理されたウエハは、真空処理室１０３から搬出されて第二の真空搬送中間室１１２′を通過することなく第二のロック室１１１に搬送され、大気側ブロック１０１の元のカセットの元の位置に戻される。前記のように、アッシング処理を行う真空処理室１０３が第三の真空搬送室１１３に接続され、第一のロック室１０５を未処理のウエハの搬送、第二のロック室１１１をアッシング装置にて処理された処理済みウエハの搬送を行うよう、図示しない制御装置により制御することで、各々の真空搬送室に備えられた真空搬送ロボット１０８と、第一，第二のロック室１０５，１１１の搬送負荷が分散され、生産効率が向上する。

上記説明した手順は、真空処理装置１００の運転が定常である状態でのものである。この定常の状態において、ウエハは、制御装置が選択し指令した最短の搬送距離となる経路を搬送される。また、第三の真空搬送室１１３に接続されている真空処理室１０３から処理済みのウエハがロック室に向けて搬送される場合、第二の真空搬送中間室１１２′を経由し第一のロック室１０５から搬出されることはない。

以下に、真空処理装置１００において異常が発生した場合のウエハの搬送の手順について説明する。ここでの異常は、第一の真空搬送室１０４，第二の真空搬送室１１０，第三の真空搬送室１１３，第一の真空搬送中間室１１２，第二の真空搬送中間室１１２′，第一，第二のロック室１０５，１１１の何れかにおいて、ウエハの破損の発生や搬送ロボットの障害，故障等の発生により、これらの室をウエハが通る搬送の経路として用いることが困難となった状態である。

第二のロック室１１１が制御装置により異常が発生して搬送が不可能になったと判定された場合、第三の真空搬送室１１３へと搬送されるウエハは、第一のロック室１０５から第二の真空搬送中間室１１２′を経由し搬送される。また、第三の真空搬送室１１３に接続されている真空処理室１０３で処理されたウエハは、第二の真空搬送中間室１１２′を経由し第一の真空搬送室１０４を通り第一のロック室１０５から搬出され、元のカセットの元の位置に戻される。前記の異常の解消と復帰に長時間が必要で長期に渡り搬送に供することができないと判定された場合、第一のロック室１０５において全てのウエハの搬入・搬出が行われ、第二のロック室１１１が復旧するまでの間にも装置全体を停止させることなく処理を継続することができる。

図２は、図１に示して説明した第一の真空搬送室１０４の拡大図である。真空搬送ロボット１０８はウエハを搬送するための第一アーム２０１および第二アーム２０２を備えている。本実施例ではアームは２つであるが、３つあるいは４つの複数個でもよい。

第一，第二アームは各々が回転方向，高さ方向，アームの伸縮の動作の各々を他のアームの動作に関わらず独立に自在に動作することが可能な構成を備えている。このような構成により、図２に示す真空搬送ロボット１０８は複数の搬送先に並行してアクセスすることが可能となり、ウエハの搬送の効率と能力とを高めることができる。

図２において、（ａ）は第一の真空搬送室１０４に第一アーム２０１，第二アーム２０２がウエハを搬入した状態を示す。（ｂ）は第一アーム２０１が伸長して真空処理室１０３内でウエハを搬送している状態で同時に第二アーム２０２が伸長して第一のロック室１０５にウエハを搬送している状態を示す。これら第一，第二アーム２０１，２０２による搬送のタイミングは各々のアームが完全に同時刻でなくてもよく、各々のアームは並行して独立した目的地（搬送先の室のウエハ載置箇所）に対して搬送のための伸長，収縮，回転の動作を行うことができる。

〔変形例〕
図３は、本発明の実施例の変形例に係る真空処理装置の全体の構成の概略を示している。本変形例では、図１で示した実施例に対し、第一の真空搬送室１０４には第一，第二の真空搬送中間室１１２，１１２′のみが接続されており、真空処理室１０３は接続されていない。第三の真空搬送室１１３は、第二の真空搬送中間室１１２′と第二のロック室１１１が接続されていない矩形形状の他の二辺に相当する側壁に各々真空処理室１０３が接続されている。この構成において、第一の真空搬送室１０４は、真空搬送中間室１１２，１１２′にのみウエハを搬送する。

このような構成の変形例において、４つの真空処理室１０３のうち一つもしくは二つがアッシング処理を行うもので、他がエッチング処理を行うものであるとき、エッチング及びアッシングの各処理を終えたウエハが最短の搬送経路で元のカセットに戻れるように、ロック室に最も近い真空搬送室にアッシング室が接続される。また、アッシング処理を行う真空処理室が接続された真空搬送室の隣に、真空搬送中間室を間に挟んで、真空処理室が接続されずウエハの搬送のみを行う真空搬送室が接続される。すなわち、図３の例では、第二の真空搬送室１１０に接続された真空処理室１０３はいずれもエッチング処理を行うものであり、アッシング処理は第三の真空搬送室１１３に接続された真空処理室１０３の何れかの辺の位置に配置された真空処理室１０３においてのみ実施される。そして、第二の真空搬送中間室１１２′を挟んで、真空処理室１０３が接続されずウエハの搬送のみを行う第一の真空搬送室１０４が接続される。

第一のロック室１０５から搬送されたウエハは、予め定められたエッチング処理を行う真空処理室１０３の何れかへ、真空搬送中間室１１２，１１２′のいずれかを経由し搬送される。一方、定常の状態において、エッチング処理を行う真空処理室１０３へ搬送するために、第二のロック室１１１を通りウエハが搬送される搬送経路が制御装置により選択，指令されることはない。但し、真空側ブロック１０２に、ウエハが一枚も無い状態で第三の真空搬送室１１３に接続されたエッチング処理を行う真空処理室１０３にウエハを搬送する場合は、制御装置からの指令により第二のロック室１１１からも未処理のウエハが搬送される。

第二の真空搬送室１１０に接続されたエッチング処理を行う真空処理室１０３において処理が終了したウエハは、真空搬送ロボット１０８により第二の真空搬送中間室１１２′を経由し前記位置に接続されたアッシング処理を行う真空処理室１０３の一つに搬送される。第三の真空搬送室１１３に接続されたエッチング処理を行う真空処理室１０３が在る場合には、ここで処理が終了した処理済みのウエハは、第三の真空搬送室１１３に備えられた真空搬送ロボット１０８により、別の搬送室に移動することなく第三の真空搬送室１１３に接続されたアッシング処理を行う真空処理室１０３に搬送される。当該アッシング処理を行う真空処理室１０３で処理されたウエハは、第三の真空搬送室１１３に備えられた真空搬送ロボット１０８により、第二のロック室１１１へ搬送され、元のカセット内の元の位置に戻される。前記アッシング処理されたウエハが、真空処理装置の定常の状態，異常が生じていない状態で、第二の真空搬送中間室１１２′，第一の真空搬送室１０４を経由して第一のロック室１０５に搬送されることはない。

図３の変形例では、各々の真空処理室１０３での処理の時間が同じ場合、これらが接続された真空搬送室１０４，１１０，１１３及びロック室１０５，１１１における搬送の負荷の偏りは無い。しかし、アッシング処理を行う場合には通常はエッチング処理よりも処理時間が長く、アッシング処理を行う真空処理室が接続された真空搬送室１０３に備えられた真空搬送ロボット１０８は、他三つのエッチングを行う真空処理室１０３で処理されたウエハが搬送されてくる上に、前記ウエハをアッシングを行う真空処理室１０３に向けて搬送する必要が有るため、搬送の負荷が大きくなる。

そこで、第一の真空搬送室１０４はこれに接続される真空処理室１０３はなく第一及び第二の真空搬送中間室１１２，１１２′のみが連結，接続されている。この構成において、第二のロック室１１１は処理済みのウエハの大気側ブロック１０１への搬出のみが行われるよう、制御装置により動作が選択，指令されるようにすることで、第三の真空搬送室１１３における搬送の負荷が分散し、半導体デバイスの生産の効率が向上する。但し、定常状態時において、第二の真空搬送室１１２′は、制御装置からの指令で連結された真空搬送室同士の間での一方向にのみ搬送を行うよう制御されているのであって、第二の真空搬送室１１２′は、相互方向にウエハを搬送できる構造を備えている。

図３に示す本変形例は、真空処理装置１００の運転が定常の状態での動作の手順を説明している。定常の状態において、第三の真空搬送室１１３に接続されている真空処理室１０３から処理済みのウエハが大気側ブロック１０１に向けて搬送される場合、第二の真空搬送中間室１１２′を経由し第一のロック室１０５から搬出されることはない。

一方、第二のロック室１１１において異常が生起して当該第二のロック室１１１を用いた搬送が不可能になったと制御装置により判定された場合、第三の真空搬送室１１３に接続されている真空処理室１０３で処理されたウエハは、図示しない制御装置から搬送の経路の選択の変更と指令がされて、第二の真空搬送中間室１１２′を経由し第一のロック室１０５から搬出され、元のカセットの元の位置に戻される。また、前記の異常の状態が長時間継続すると判定された場合、第一のロック室１０５において全てのウエハの搬入・搬出が行われ、第二のロック室１１１が復旧するまでの間、装置を停止させることなく処理を継続することができる。

上記説明した実施の例によれば、設置面積あたりの生産性が高い半導体製造装置を提供することができる。

１０１ 大気側ブロック
１０２ 真空側ブロック
１０３ 真空処理室
１０４ 第一の真空搬送室
１０５ 第一のロック室
１０６ 筐体
１０７ カセット台
１０８ 真空搬送ロボット
１０９ 大気搬送ロボット
１１０ 第二の真空搬送室
１１１ 第二のロック室
１１２，１１２′ 真空搬送中間室
１１３ 第三の真空搬送室
１２０ バルブ
２０１ 第一アーム
２０２ 第二アーム

Claims (5)

1. 内部にウエハが収納されるカセットが載せられるカセット台が前面側に配置され内部で前記ウエハが搬送される大気搬送室と、この大気搬送室の背面側に並列に連結され前記ウエハを収納した内部の圧力を真空圧に調節可能な第一と第二のロック室と、前記第一のロック室の後方側でこれと連結され所定の真空圧にされた内部で前記ウエハを搬送する第一のロボットを有する第一の搬送室と、この第一の搬送室の後方側に配置されて該第一の搬送室と連結され真空下で前記ウエハを搬送する第二のロボットを有する第二の搬送室と、前記第二のロック室の後方側でこれと連結され第一の搬送容器と並列に配置され真空にされた内部で前記ウエハを搬送する第三のロボットを有する第三の搬送室と、前記第一の搬送室と第二の搬送室及び第一の搬送室と第三の搬送室との間で気密に封止可能に連結して配置され内部に前記ウエハが前記第一及び第二のロボットとの間または前記第三のロボットとの間で受け渡される収納部を備えた第一及び第二の中継室と、前記第一，第二または第三の搬送室に連結され内部で前記ウエハが処理される複数の処理室とを備え、
   前記複数の処理室のうち前記第二の搬送室に連結された処理室の数が前記第一または第三の搬送室に連結された処理室の数よりも大きく、前記第二の中継室で前記第一または第二の搬送室に連結された処理室で処理された前記ウエハのみが前記第三のロボットに受け渡される真空処理装置。
2. 請求項１に記載の真空処理装置であって、前記第一，第二及び第三の搬送室に連結された各々の処理室及び前記中継室または第一，第二のロック室との間に配置されてこれらの間を気密に封止するバルブを備え、前記第一，第二及び第三の搬送室とこれに連結された各々の処理室との間のバルブが前記第一，第二及び第三の搬送室の内部と前記処理室の各々の内部との間を排他的に開放する真空処理装置。
3. 請求項１または２に記載の真空処理装置であって、前記第二の搬送室に連結された前記処理室の数が２以上であって、前記第一及び第二の搬送室に接続された前記処理室の数が１以下である真空処理装置。
4. 請求項１乃至３の何れかに記載の真空処理装置であって、前記第一または第二の搬送室に連結された前記処理室で処理された前記ウエハが前記第一のロック室内部に別のウエハが収納されて待機している場合に前記第二の中継室及び前記第三の搬送室，前記第二のロック室を介して大気圧下に搬出される真空処理装置。
5. 請求項１乃至４の何れかに記載の真空処理装置であって、前記第一または第二の搬送室に接続された前記処理室において処理された前記ウエハが前記第三の搬送室に連結された前記処理室内部において前記処理の後処理が施される真空処理装置。

Images