JP2013143413A - 真空処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】処理のスループットの低下を抑制することができる真空処理装置を提供する。
【解決手段】大気搬送室の後方に配置され前記被処理ウエハが搬送される真空搬送室であってその周囲に前記被処理ウエハをプラズマを用いて処理する真空処理室が連結された真空搬送室複数と、これら真空搬送室の間で搬送される間で前記被処理ウエハが載せられて収納される中間室と、前記大気搬送室の背面との間で配置されたロック室とを備え、前記カセット台状に載せられたカセット内に収納された前記被処理ウエハを前記ロック室を介し前記複数の真空処理室のいずれかに搬送して処理を施す真空処理装置であって、前記処理室内でプラズマを形成して前記処理と異なる条件で各処理室でダミーウエハを使用して行う処理の際に前記処理室内に配置されるダミーウエハの収納部を前記中間室内に配置した。
【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状の試料（以下、「ウエハ」という）を処理する真空処理装置においては、処理室内でウエハを処理した枚数が増えるにつれて、処理室内に処理中に形成された生成物の粒子が処理室内壁や処理室内に配置された部材の表面に付着し堆積する。このような付着物の量が増大すると、これらの付着物の表面とウエハの処理中に処理室内に形成されるプラズマとの間の相互作用や処理室内外を気密に区画するバルブの開閉の際に生じる力により、付着物が付着した表面から再度遊離して処理室内を浮遊しウエハに付着して異物となってしまうという問題が生じる。

そこで、ウエハの所定の処理の枚数或いは時間が経過後に、上記処理室の内側の表面の付着物を取り除くことが、一般的に行われている。このような処理室内のクリーニングとしては、加工されて半導体デバイスの素子となる製品用の半導体ウエハを処理室内に配置せずに処理室内に形成したプラズマを用いて付着物をプラズマと生成物との相互作用によって取り除くプラズマクリーニングや、真空容器内を大気圧にし処理室内を大気開放して作業者が処理室内の部材の表面を洗浄、あるいは清掃するウエットクリーニングが行われる。

ウエットクリーニングのような作業にはより長時間を要するため、特定のウエハの処理の枚数または処理の合計時間毎にプラズマクリーニングを所定の回数繰り返した後に上記ウエットクリーニングが行われることが一般的である。また、処理の対象となるウエハ表面の膜の種類や処理の条件によっては、ウエハの一枚の処理毎にプラズマクリーニングを行うことも行われる。

或いは、同一の材料、構造の膜層が表面に形成された複数枚のウエハを１つのまとまり（ロット）として、任意のロットの処理の前に処理室内に製品用のウエハを配置せずにプラズマを形成して処理室の内部の表面をその後に行われる製品用のウエハのプラズマの処理の際の状態に近づけてその後のウエハの処理を安定させる、つまり壁表面をプラズマに馴染ませるシーズニング処理も一般的に行われている。このシーズニング処理には製品用のウエハの処理の際と同じ条件となるようにガスや電界の供給、圧力の調節が行われる。

このようなクリーニング（プラズマクリーニング）やシーズニングを行う場合、処理室内に形成されるプラズマにより、処理室内においてウエハが載置されて吸着されこれを保持する試料台の試料の載置面がプラズマとの相互作用で消耗したり変質したり異物が付着したりすることを抑制するために、製品用のウエハとは異なる、クリーニングやシーズニングに用いるためのウエハ、所謂ダミー基板（以下、「ダミーウエハ」という）が用いられることが一般的である。

また、このような真空処理装置では、大気圧下を搬送されて当該装置の前面に配置された台上に載せられたカセット内に収納された複数のウエハを、一枚ずつ取り出して予め定められた真空容器内の処理室に一枚ずつ搬送する。搬送は一般的には少なくとも一台の搬送用のロボットにより行われ、カセット台と載置されたカセットのウエハ取り出し用の開口に面した真空処理装置の前面側のウエハ搬入口を有した当該装置の開閉機構（以下、ロードポート）のウエハ搬入口が開いた状態で、カセット内部でウエハがやり取りされる。

搬送されたウエハは処理室内で処理された後、この処理室に搬入された際とは逆の方向に搬送されて元のカセットの元の収納位置に戻される。カセット内に未処理のウエハが有る場合には、これが取り出されて先に処理された被処理ウエハと同様にして搬送され処理が施される。

一方、上記のようにダミーウエハを用いてクリーニングやシーズニングを行う場合には、少なくとも１枚のダミーウエハを内部に収納したカセットが被処理ウエハが収納されたカセットと同様に、真空処理装置の前面に配置されたカセット台上に載置され、搬送用のロボットにより処理室に搬送され、クリーニングやシーズニングの処理が終了後にダミーウエハ用のカセット内の元の位置に戻される。このような従来技術の例としては、特開２００８−２７９３７号公報（特許文献１）、特開２００１−２５０７８０号公報（特許文献２）、特開２００４−１５３１８５号公報（特許文献３）が知られている。

特許文献１には、装置の前面側に配置された大気搬送室に取り付けられたダミーウエハ用の収納スペースへ、カセット台上に載せられたカセット内からダミーウエハを移送した後、当該収納スペース内からダミーウエハを取り出して真空側の処理室へ搬送するものが開示されている。また、特許文献２には、ダミーウエハを被処理ウエハと同じ形状、構成のカセット内へ収納してカセット台上に載せ、大気搬送室と真空搬送室との間に配置されこれらの間でウエハを受け渡すロック室内に被処理ウエハを収納した上記カセットを載置するとともに、ロック室内の当該被処理ウエハを収納したカセットの下方にダミーウエハを収納する棚を配置し、処理室のクリーニング等にダミーウエハを用いる際には、ロック室内の下部の棚に収納されたダミーウエハを取り出して用いるものが開示されている。

特開２００８−０２７９３７号公報 特開２００１−２５０７８０号公報

上記の従来技術では、次の点について考慮が不十分であった。すなわち、真空処理装置において、被処理ウエハの処理前後にダミーウエハを用いてクリーニングやシーズニングを行う場合、ロードポート、もしくは大気搬送室に隣接したウエハ収納スペースからダミーウエハを供給しようとすれば、当該処理室へのダミーウエハの搬送が被処理ウエハの搬送とは並行して行うことが必要となる。つまり、製品用の被処理ウエハの搬送の順の間にダミーウエハの搬送が入ることになり、被処理ウエハの搬送の率、つまり単位時間当たりの被処理ウエハが搬送された枚数が低下することになり、真空処理装置の被処理ウエハについての処理のスループットが低下する。

また、他の収納スペースを設ける場合は、被処理ウエハを処理する目的以外であるダミーウエハの利用に特化した機構、スペースなどが必要となり、装置コストが上昇する要因となっていた。

本発明の目的は、被処理ウエハの処理を行う前または後にダミーウエハを用いてクリーニングやシーズニングを行う真空処理装置において、処理のスループットの低下を抑制することができる真空処理装置を提供することにある。

上記目的は、大気搬送室の後方で少なくとも１つの真空処理室が連結された複数の真空搬送室が中間室を挟んで連結され、真空処理室の処理の前後でダミーウエハを使用して処理を行う真空処理装置において、中間室内にダミーウエハを収納する空間を配置したことにより達成される。

さらに、中間室内部の収納空間に配置された処理後のウエハ用の収納部にダミーウエハを収納しても良い。または、中間室内に処理前及び処理後のウエハの何れもが収納される収納空間を有して、処理後のウエハ用の収納空間の下方にダミーウエハの収納空間を配置しても良い。

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の構成を示した上面図である。 図１に示した実施例の真空搬送中間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〕
以下に、本願発明の実施例を図１乃至図３を用いて説明する。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（以下、ウエハ）を真空側処理部へ搬送するための部分と、ウエハが収納されたカセットを搭載するためのロードポート１１，１２，１３で構成されており、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、大気圧またはこれと見なせる程度の近似した気圧にされた内部の搬送用の空間である搬送室内に配置され、ウエハをそのハンド上に載せて当該空間を搬送する大気搬送ロボット２２を備えた略直方体形状の筐体２１を有し、この筐体２１の前面側に取り付けられている前記ロードポートに、被処理ウエハまたはクリーニングやシーズニング用のダミーウエハが収納されたカセットが搭載できる。さらに、本図に示すようにロードポートとは別に筐体２１の図上右側（真空処理装置１００の前方から見て右側）端の側壁に取り付けられて配置されたダミーウエハの収納容器１４を有している。この収納容器１４内には、カセット内部と同様にウエハを１つのロットに含まれる枚数を上下に間隔を空けて重ねて収納するラックまたは棚部を備えている。

また、真空側ブロック１０２は、第一の真空搬送室４１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搬送するウエハを内部に有した状態で内部の圧力を大気圧と真空圧との間で変化させるロック室３１を備えている。図１では、上方からみて１つのロック室３１のみが示されているが、本実施例では、同一または同一と見なせる程度に近い寸法の複数（図１の例では２つ）のロック室を上下方向に重ねて配置している。なお、以下の説明では特にことわりの無い場合複数のロック室３１についても単にロック室３１として説明する。

本実施例のロック室３１は前後の端部に配置された開口を開放または気密に封止して閉塞する２つのゲートバルブを備えている。これら前後のゲートバルブは、これらのいずれか一方が区画する第一の真空搬送室４１または大気側の筐体２１に対し内部の圧力がほぼ等しくされたと判定された場合に当該ゲートバルブを開放してロック室３１内と第一の真空搬送室４１または大気側の筐体２１内とをゲートを介して連通させ、後述のように搬送用のロボットによりゲートを通したウエハの搬送が行われる。

真空側ブロック１０２は、内部を所定の真空度まで減圧された複数の真空容器が連結された内部をウエハが搬送され処理が施されるウエハ処理用の部分である。本実施例では、複数の搬送用の真空容器が連結された真空搬送用のユニットにその内側にウエハが搬送されてプラズマが形成される処理室を有する処理用の真空容器を備えた処理ユニット１つ以上が連結された構成を備えている。

真空側ブロック１０２には、真空搬送用のユニットとしてロック室３１とこれに連結された第一の真空搬送室４１とこの真空処理装置１００の前後方向（図上上下方向）の後方側に配置されてこれと連結された第二の真空搬送室４２を備えている。これら第一の真空搬送室４１及び第二の真空搬送室４２は、各々が平面形状か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２つのユニットである。

また、第一の真空搬送室４１と第二の真空搬送室４２との間でこれらを構成する真空容器の対向する側壁面同士の間には、真空搬送中間室３２が配置されて両者が連結され、前後方向に並んで配置されている。真空搬送中間室３２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で直方体と見なせる形状を備えた真空容器であって、第一の真空搬送室４１、第二の真空搬送室４２を互いに連結して、真空搬送中間室３２の内部の室は、これらと連通されている。

また、真空搬送中間室３２内部の室には、複数のウエハをこれらの上面と下面と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いる。収納部は、ウエハが内部に収納された状態でウエハの下面と接してウエハを支持する棚であり、左右方向に直径よりわずかに広い間隔で配置されたウエハが棚に載せられた状態で第一の真空搬送室４１と第二の真空搬送室４２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またはロック室に搬送される。

第一の真空搬送室４１には、真空処理室６１が１個連結されている。第二の真空搬送室４２には３個の真空処理室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６２，６３が連結される。第一の真空搬送室４１および第二の真空搬送室４２は、その内部が搬送室とされており、減圧された内部の搬送室を処理前または処理後のウエハが後述する真空搬送ロボット５１または５２により搬送されて、真空処理室６１または６２，６３とロック室３１、真空搬送中間室３２との間で搬送される。

本実施例では、第一の真空搬送室４１と第二の真空搬送室４２とは、実質的に同じ構成、寸法、形状と配置を有した真空容器であって、４つの面と見なせる四方の側壁面には、同一形状で内部をウエハが搬送される通路及びこれの開口であるゲートが同様に相互に同じ構成で配置されている。つまり、本実施例では、真空搬送室を構成する容器に連結される真空容器は相互に同じ仕様のゲートを介して接続、連結されている。

第一の真空搬送室４１には、真空下でロック室３１と真空処理室６１または真空搬送中間室３２の何れかとの間でウエハを搬送する真空搬送ロボット５１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４２も前記同様真空搬送ロボット５２が内部の中央部分に配置されており、真空処理室６２または真空処理室６３との間でウエハの搬送を行う。

また、図１には、第一の真空搬送室４１に真空処理室６１のみが真空処理室として連結されている。第一の真空搬送室４１内の真空搬送ロボット５１は、ロック室３１と第一の真空搬送室４１に連結された真空処理室６１との間で被処理ウエハを搬送するとともに、第二の真空搬送ロボット５２により搬送され２つの真空処理室６２，６３で処理を受けた後に大気側ブロック１０１に戻される被処理ウエハを真空搬送中間室３２とロック室３１との間で搬送する動作も行う。真空搬送ロボット５１と真空搬送ロボット５２の動作の負荷、動作する時間の偏りを低減するため、例え、さらに別の真空処理室が第一の真空搬送室４１に連結されていても、当該真空処理室にウエハを搬送せずにこれを動作させないようにしてもよい。

図２は、図１に示して説明したロック室３１、第一の真空搬送室４１及び４２並びにこれらに連結された真空処理室６１，６２，６３の部分を拡大して上面から示す概略図である。この図において、真空処理室６１，６２，６３は、同じ構成を有して内部に配置された処理室内で形成されたウエハを処理室内に形成したプラズマを用いて処理するものであり、その詳細な構成については図示を略している。一方、第一及び第二の真空搬送室４１，４２は、外形と内部に配置された真空搬送ロボット５１，５２の構成の概略を示している。

真空搬送ロボット５１は、第一の真空搬送室４１内部の搬送用の空間の中央部に配置され、各々の端部に配置された複数の関節部により連結された複数本の梁状の腕部材これら関節部の軸周りに回転動作可能なアームを複数本有している。

また、各々のアームの先端部にはその上にウエハを載せることのできるハンド部を有している。

本実施例では、真空搬送ロボット５１は２本の第一アーム８１および第二アーム８２を備えている。各アームの複数の腕部のうち最もその根元側に位置するものの端部は、第一の真空搬送室４１の中央部において上下方向（図上図面に垂直な方向）の軸周りに回転する回転円筒に関節により連結されている。回転円筒に連結する関節部は、前記上下方向の軸周りの回転運動と共に、上下の軸方向について関節部に連結された腕部材の端部の位置を移動可能に構成されており、真空搬送ロボット５１は、各々のアームの複数の関節部周りに各腕部材を所望の角度に回転駆動して中心軸の回転円筒に連結された関節から、その先端部のハンドのウエハ中心に相当する位置までの長さとともに、回転円筒から根元またはハンドのウエハ中心相当位置までの高さを可変に伸張、収縮または上下させることができるように構成されている。

真空搬送ロボット５２は、第一の真空搬送室４２の内部に配置された搬送用の空間の中央部に配置され、真空搬送ロボット５１同様の構成を備えている。すなわち、複数のアームとこれらを連結する複数の関節部を有した第一アーム８３および第二アーム８４を備えて、これらのアームを伸縮させてウエハを載せるハンドと真空搬送ロボット５２の根元部の回転中心軸との距離を増減させることができる。なお、本実施例では、上記搬送ロボットはアームを２つ備えた構成であるが、これ以上の本数を備えていても良い。

さらには、各アームの根元部に連結された回転円筒はその中心軸周りに回転駆動されて、中心軸とアームの根元部の軸周りの角度位置を変更可能に構成されている。このことにより、各アームを第一の真空搬送室４１、第二の真空搬送室４２の各々に連結された真空処理室６１〜６３との間を連通するゲートに対して対向する位置に回転して移動させることができる。

また、本実施例の真空搬送ロボット５１，５２は、各々が備える第一及び第二アーム８１，８２または８３，８４は、各々の関節部の各々が回転方向、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３に示す真空搬送ロボット５１及び５２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。

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。

ロードポート１１，１２，１３の何れかの前面側に配置されたカセット台上に載置されたカセット内に収納された被処理ウエハは、真空処理装置１００の動作を調節する、図示しない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２２は、カセット内の特定の被処理ウエハをカセット内部から取り出し、取り出した被処理ウエハを筐体２１に連結された図示しない位置合わせ機に搬送し、この位置合わせ機で位置合わせされた処理前の被処理ウエハを筐体２１の背面に連結されたロック室３１の内部に搬送する。なお、この際、ロック室３１の筐体２１側のゲートは開放されておりその内部は大気圧かこれに近似した気圧に調節されている。

その後、ゲートを閉じてロック室３１内部を気密に閉塞して所定の真空度まで減圧した後、第一の真空搬送室４１側のゲートバルブを開放し内部の被処理ウエハを真空搬送ロボット５１が第一の真空搬送室４１内に搬出する。真空搬送ロボット５１は、制御装置からの指令信号に応じて、被処理ウエハを真空処理室６１または真空搬送中間室３２の何れかに搬送する。

真空搬送中間室３２に搬送された被処理ウエハは、第二の真空搬送室４２内の真空搬送ロボット５２により制御装置から指令された処理を行う目的の処理室である真空処理室６２，６３の何れかに搬送される。真空処理室６１〜６３の何れかの内部の処理室に搬送された被処理ウエハは、制御装置からの指令信号によって予め設定された条件に基づいて当該処理室内で処理が実施される。

処理が終了後、真空処理室６１で処理された処理済のウエハは、真空搬送ロボット５１によりロック室３１内に搬送される。また、真空処理室６２または６３において処理された処理済のウエハは、第二の真空搬送室４２により処理室から搬出されて真空搬送中間室３２を介してロック室３１まで搬送される。

処理済のウエハを収納したロック室３１はゲートバルブが閉じられて内部が密閉された状態で内部の室内の圧力を大気圧またはこれに近似した所定の圧力値まで上昇させた後、筐体２１側のゲートバルブを開放する。そして、前記大気搬送ロボット２２により、前記ロック室３１から搬出元のカセットの元の位置に戻される。

なお、本実施例での真空搬送ロボット５１によるウエハの搬送は、第一アーム８１または第二アーム８２の一方のハンド上に処理前のウエハを載せた状態で、他方を駆動して処理前のウエハを搬入する目標の箇所、例えば処理を行う真空処理室内の試料台上に進入させハンド上に処理後のウエハを載せて搬出し、その後に一方のアームを駆動して目標の箇所に進入して処理前のウエハを試料台上面の試料載置面上に受け渡す、入れ換えの動作を連続して行う。特に、２つのアームは共に腕部材を折り畳んで収縮し目標の箇所に対向した状態から他方のアームが腕部材を目標の箇所（例えば処理室内の試料台上）に向けて展開し伸張してハンド上に処理後のウエハを載せた後に当該目標の箇所から退出するために再度収縮する動作と折り畳まれた一方のアームがその腕部材を展開しハンド上に保持された処理前のウエハを載せて同じ目標の箇所へ向けて伸張した後、再度収縮する動作とは連続して行われる。

このような入れ換えの動作を２つのアームを用いて、動作の間隔をできるだけ短くして、連続的に行うことにより、ウエハの搬送に要する時間を低減して、真空処理装置１００の処理の効率が向上する。また、真空搬送ロボット５１によりウエハをロック室３１または真空搬送中間室３２に対して、上記入れ換え動作を行って搬送を行う際には、他方のアームがウエハを載せて目標の箇所（この場合はロック室３１または真空搬送中間室３２内部のウエハを保持する台または棚）から退出して収縮する動作と一方のアームが処理前のウエハを載せて目標の箇所上まで伸張する動作を並行して行っても良い。

このような構成の実施例では、真空処理室６１〜６３のいずれかで被処理ウエハを処理する前、または後のクリーニングやシーズニングにダミーウエハを用いて実施する場合は、前述の被処理ウエハの前、または後に被処理ウエハを処理する予定の真空処理室へダミーウエハを搬送する。ダミーウエハは、前述したロードポート１１，１２，１３の何れかに載置されたダミーウエハが収納されたカセット、もしくは筐体２１に隣接して設けられたダミーウエハの収納容器１４から供給される。

ダミーウエハは、クリーニングやシーズニングの一回の処理で使用するだけではなく、ウエハのダメージや汚れなどを考慮した使用回数、または処理の時間により使用制限域が設けられており、その制限域に到達するまでは繰り返し使用することができる。

前記真空処理室でクリーニングやシーズニングで使用されたダミーウエハは、被処理ウエハの搬送の妨げにならないよう、通例は元のカセットや前記ダミーウエハの収納容器１４に戻すが、本実施例では前記真空搬送中間室３２に収納し、次に前記真空処理室でダミーウエハを使用するタイミングまで、前記収納した真空搬送中間室３２内の室で待機させる。

真空処理室６１でダミーウエハを使用するタイミングが発生した場合は、前記真空搬送中間室３２内の室で待機させていたダミーウエハを第一の真空搬送室４１内の真空搬送ロボット５１により前記真空処理室６１へ搬送し、クリーニングやシーズニングの処理で使用する。また、真空処理室６２または６３でダミーウエハを使用するタイミングが発生した場合は、前記真空搬送中間室３２内の室で待機させていたダミーウエハを第二の真空搬送室４２内の真空搬送ロボット５２により前記真空処理室６２または６３へ搬送し、クリーニングやシーズニングの処理で使用する。故に、前述を繰り返すことで、ダミーウエハの搬送による被処理ウエハの搬送への影響が最小限に抑えることができる。

真空搬送中間室３２は、第一の真空搬送室４１と第二の真空搬送室４２の中継室であり、第一の真空搬送室４１に接続された真空処理室６１で必要となるダミーウエハを待機させるが、第二の真空搬送室４２に接続された真空処理室６２または６３においても同時期に被処理ウエハやダミーウエハを使用することがあり、それらのダミーウエハを収納するスペースを備えている。

図３は、図１に係る真空処理装置の真空搬送中間室３２及びこれに連結された第一及び第二の真空搬送室４１，４２の構成の概略を示す縦断面図である。この図に示すように、本実施例においては、真空搬送中間室３２は、ロック室３１と同様に、上下方向に２つの室が重なる位置に配置されている。より詳細には、真空搬送中間室３２は内部のウエハを収納するための空間を構成する真空容器の内部には、これを上下に区画する着脱可能な仕切板７３を備えており、区画された２つの室内同士の間のガスや粒子の移動が低減されている。

真空搬送中間室３２には、真空処理室６２，６３の各々で処理される、あるいは処理されたウエハが収納されるステーションであり、これらの真空処理室のうち一方で処理を施される予定の処理前のウエハ当該真空搬送中間室３２内の収納空間で待機している状態で他方の真空処理室で処理を受けた処理済のウエハが当該収納空間に搬入される状態、あるいは処理済のウエハが当該収納空間内でロック室３１への搬送を待機している状態で真空処理室６２，６３いずれかで処理される処理前のウエハが当該空間に搬入される状態が生じる可能性が有る。上記のような構成により、処理前のウエハと処理後のウエハが真空搬送中間室３２内に同じ時刻に存在して後者の周囲に残留するガスや生成物が前者に悪影響を及ぼすことが抑制される。

特に、本実施例では、真空搬送中間室３２内の２つの収納空間のうち上方の収納部７１、下方の収納部７２には２枚以上のウエハを上下方向に上面、下面の間にすき間を空けて収納可能に構成されており、各々において未処理のウエハは上方に、処理済のウエハは下方に収納される。このことにより、各々の収納空間においても処理済のウエハの周囲に残留したガスや生成物が未処理のウエハに悪影響を与えることが抑制される。

また、各収納部７１，７２には２枚以上のウエハが収納されて保持される棚構造を有したウエハの載置部７４（以下、「ウエハスロット」という）が配置されている。載置部７４は、収納部７１，７２を構成する真空搬送中間室３２の内側の向かい合った２つの側壁面に沿ってこれから対向する側壁面に向けてウエハの外周縁部が載せられてウエハを保持できるだけの水平方向（図上図面垂直な方向）の長さを有して延在されるとともに、上下方向に所定の間隔を空けて配置されたフランジを備えており、且つ各々の側壁面側において対応する側壁面のフランジ各々が同じ高さで配置されて、ウエハまたは収納部の中央部分が広く空間を開けられた棚構造を構成している。

このような複数の段を構成する載置部７４のスロットの数は、真空処理装置１００の運転中にウエハが目標の箇所となる真空処理室６２，６３あるいはロック室３１との間で搬送される間で載置部７４内部に一時的に保持される枚数を収納可能なものである。すなわち、載置部７４の段数は、被処理ウエハの未処理または処理済の各々のものを１枚ずつ収納する段とともに、ダミーウエハが内部に収納されて保持される載置部７４ではこれを少なくとも１枚収納する段を備えている。

特に、本実施例では、真空処理室６１〜６３の何れかで使用されるまで待機させるダミーウエハは、下方の収納部である収納部７２に収納する。このことから、収納部７２内の載置部７４は少なくともこれらに対応する段数を有するスロットを備えている。

また、載置部７４のスロットの被処理ウエハが収納される段とダミーウエハが収納される段とは、これらが区別され各々が特定の段の位置に収納されるよう真空搬送ロボット５１，５２が制御装置により動作が制御される。また、本実施例では、ダミーウエハの収納をしないものについても被処理ウエハのうち未処理、処理済の各々を収納する段の高さ位置を設定している。

本実施例の載置部７４のスロットのウエハが収納されて真空処理装置が運転される各段のうち、上部の複数が被処理ウエハの保持される段として設定され、ダミーウエハを収納する載置部７４では被処理ウエハ用の複数の段の下方の段をダミーウエハが収納される段として用いられる。

また、上記の通り、本実施例では各ウエハが真空搬送ロボット５１，５２によって搬送の目標の箇所であるステーションとなる真空搬送中間室３２の載置部７４に対して被処理ウエハまたはダミーウエハが搬入、搬出される際には、処理後のウエハと処理前のウエハとを搬入、搬出する動作を連続的に行う入れ換えを実施するため、処理前の被処理ウエハが処理後の被処理ウエハと同時に載置部７４内に保持されていることは、異常時を除いた通常の運転では生じないように、真空処理装置１００が制御装置によりその搬送動作を含めた運転の動作が制御されている。一方、載置部７４に収納されるダミーウエハは、真空処理室６１〜６３のいずれかで行われるクリーニングまたはシーズニングの時間の間では、載置部７４内に保持されている。

このため、真空処理室６１〜６３で並行して被処理ウエハの処理を行い、シーズニングまたはクリーニングをこれら処理室で並行して行う必要が生じた場合には、３つのダミーウエハを要することになり、収納部７２内の載置部７４は最大３枚のダミーウエハを収納するスロットの段数を備えている。当該載置部７４のスロットは、真空処理装置１００が備える真空処理室の構成及びダミーウエハの使用条件により最適な構成を備えることができる。

例えば、第一の真空搬送室４１には真空処理室が最大２つ、第二の真空搬送室４２は、真空処理室を最大３つ連結可能に構成されている。このことから、各真空処理室で並行してダミーウエハを使用する場合は、最大５枚のダミーウエハの収納スペースが必要となるため、前記収納部７２は最大５枚のウエハが収納できるスロットを有した載置部７４を備えても良い。

なお、本実施例では、真空搬送中間室３２の上下の複数の収納部７１，７２は、上方の収納部７１が処理前の被処理ウエハのみを、下方の収納部７２が処理後の被処理ウエハとダミーウエハを収納する。このように処理を施された後のウエハと処理前のものとを仕切られた空間に分けて収納することで、これらのウエハの間でガスや生成物の粒子の移動が低減され、特に処理後のウエハから処理前のウエハへの汚染が抑制される。同様に、複数回使用されることになるダミーウエハは、下方の室に収納することで少なくとも一回以上使用されたダミーウエハの処理前のウエハへの影響を低減できる。

また、下方の収納部７２の載置部７４に複数備えられたスロットの段では、上方の段に処理済の被処理ウエハが載置され、その下方の段にダミーウエハが載置される。このような構成によっても被処理ウエハへ処理室内の微粒子や残留ガス等の汚染源が悪影響を及ぼすことが低減される。本実施例では、載置部７４のスロットは被処理ウエハを収納するための段を複数備えており、さらにその下方にダミーウエハを収納する段を備えた場合には、当該載置部７４のスロットの段数は３段以上となる。

一方、複数の段数を備えた載置部７４を内部に有する収納部７１，７２の両方に処理前、処理後の被処理ウエハを収納するようにしても良い。上記の通り本実施例の真空搬送ロボット５１，５２による通常運転時の搬送は、ウエハの種類によらず処理前、処理後のウエハを入れ換えて目標の箇所に対する搬入出を行う構成である。この場合、各真空搬送ロボット５１，５２の上記入れ換えの動作時の２つのアームの上下方向の移動の距離は１つの収納部に処理前、処理後のウエハを収納する搬送を行う場合の方が小さくなる。

また、１つの載置部７４に処理前、処理後の被処理ウエハを収納する場合、スロットの複数の段のうち上部の段が未処理のウエハの、この上部の段の下方の下部の段が処理済のウエハの収納に用いられる。この構成によっても処理後のウエハによる未処理のウエハへの悪影響が低減される。

さらに、このような載置部７４にダミーウエハも収納する場合には、収納部７２の載置部７４にダミーウエハを収納する。この場合、載置部７４は、処理後の被処理ウエハを収納する段のさらに下方の段にダミーウエハを収納する。

また、第二の真空搬送室４２に接続された真空処理室６２または６３で処理された被処理ウエハは、前記真空搬送中間室３２の処理済ウエハの収納部７２を経由するが、スロットの段にダミーウエハが収納されている場合でも、前記真空処理室６２または６３では、次にダミーウエハを使用するため、処理済の被処理ウエハと、前記収納部７２に収納しているダミーウエハとを、前述の真空ロボットの搬送機構により入れ換えてもよい。

例えば、第二の真空搬送室４２内の真空搬送ロボット５２の第一アーム８３上に処理済の被処理ウエハを載せている場合、第二アーム８４で前記収納部７２内のウエハスロットにあるダミーウエハを搬出し、前記ウエハスロットに第一アーム８３上の処理済の被処理ウエハを収納してもよい。すなわち、被処理ウエハの搬送、及びダミーウエハの搬送が連続して実施でき、被処理ウエハの搬送の妨げにはならない。

本実施例では、真空搬送中間室３２の内部のガスや粒子が排気される開口は、真空搬送中間室３２内に備えられておらず、これらは、真空搬送中間室３２に連結された第一の真空搬送室４１、または第二の真空搬送室４２に連結された真空ポンプ等の排気装置に連通した開口から排気される。また、真空搬送中間室３２の上下の収納部７１，７２の側壁からはこれらの内部に不活性ガスを供給され、真空処理装置１００の運転中に不活性ガス供給ライン８５，８６を通してガス源の不活性ガスが開口８５′，８６′から内部に導入される。

また、真空搬送中間室３２の前後方向（図上左右方向）の端部は、仕切板７３により区画されてウエハが搬入出される開口であるゲートを有している。これらのゲートは、アクチュエータ等の駆動機構８５，８６で各々駆動されて図上上下方向に移動するゲートバルブ８７，８８により開放、気密に閉塞される。本実施例では、ゲートバルブ８７，８８は、真空処理装置１００の運転中であってウエハが搬送されている間、これらのいずれか一方が上方に移動して真空搬送中間室３２を閉塞する。

開口８５′，８６′は、各収納部７１，７２の側壁の前後方向の中央部の上部に配置され、これらから導入された不活性ガスは、開放されたゲートの方向に流れて、各収納部７１，７２内のガスや粒子とともに他方のゲートを通してこれに連通された真空搬送室４１，４２のいずれかに流入する。真空搬送室４１，４２の何れも内側壁下部でゲートの下方に室内部のガスや粒子が排気される排気口９１，９２を備えており、この排気口９１，９２の何れかから排気された上記不活性ガスその他の粒子は、図上矢印のように排気口９１，９２に排気ダクト等管路を介して連通して配置された真空ポンプ９３，９４等の排気装置のいずれかにより排気される。なお、ゲートバルブ８７，８８は、真空搬送ロボット５１，５２のいずれかによるウエハの入れ換えの動作が生じる場合にこれに対応して動作するまで、開放または閉塞の状態を維持している。

すなわち、真空搬送ロボット５１，５２の何れか一方が、ウエハを２つのアームのうちの片方のハンドに保持した状態で、真空搬送中間室３２に対するウエハの入れ換えを実施するに際して、制御装置はゲートバルブ８７，８８のうち、当該一方の真空搬送ロボットに面している一方のゲートバルブを開放するように対応する駆動機構に指令を発信する。この一方のゲートバルブが既に開放されている場合には、一方の真空搬送ロボットによるウエハの入れ換え動作が行われる。

一方のゲートバルブがゲートを閉塞していると判断された場合には、制御装置は他方のゲートバルブを駆動してこれが対応するゲートを閉塞する指令を他方の駆動機構に発信する。他方のゲートが閉塞されたことが検出された後、一方のゲートバルブが開放されて、一方の真空搬送ロボットによるウエハの入れ換えが行われる。

一方の真空搬送ロボットのアームが真空搬送中間室３２から退出した後も、他方の真空搬送ロボットによるウエハの入れ換え動作を実施することが必要となるまで、一方のゲートバルブによる一方のゲートの開放及び他方のゲートバルブによる他方のゲートの閉塞は維持される。このように、本実施例では、真空処理装置１００の通常の運転中でウエハが真空搬送室３１，３２、真空搬送中間室３２を含む搬送ユニット内を搬送されている状態で、真空搬送中間室３２は、その前後に配置された複数のゲートバルブのいずれか１つにより閉塞され他方により開放された状態が維持されている。

〔変形例〕
図４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、第二の真空搬送室４２に配置された真空搬送中間室３２の対面に前記真空搬送中間室３２と同等な機構を有した真空搬送中間室３３を連結した構成である。

このような構成の変形例において、第一の真空搬送室４１と第二の真空搬送室４２との間にこれらに連結されて配置された真空搬送中間室３２に、前記第一の真空搬送室４１に接続された真空処理室６１で使用するダミーウエハを収納し、第二の真空搬送室４２に配置された真空搬送中間室３３に、前記第二の真空搬送室４２に接続された真空処理室６２または６３で使用するダミーウエハを収納する。

真空搬送中間室３３は、第二の真空搬送室４２との間を連通する開口であるゲートは図示しないゲートバルブによって開放、気密に閉塞される。本変形例では、第二の真空搬送室４２はその周囲に４つの真空容器が連結されて配置されており、これらの間に連通を開閉する４つのゲートバルブが配置されている。これらのゲートバルブの各々は、当該ゲートバルブ以外のゲートバルブが閉塞されこれが維持された状態で開放される。すなわち、４つのゲートバルブのいずれも排他的に開放され、当該ゲートバルブの開放によりこれが対応するゲートに連通する真空容器と第二の真空容器４２以外の真空容器がこれらと連通することを抑制し、汚染の拡大が低減される。

また、真空搬送中間室３３の内部のウエハを収納する空間は図示しない仕切板により上下に複数に区画されて、これら複数の空間同士の間での粒子の移動が低減される構成は、真空搬送中間室３２と同様である。これら内部のウエハの収納空間である収納部は各々が真空処理室６２，６３の各々でのみ用いられるダミーウエハが、複数の収納部各々の内部に配置された複数段を有する棚状のスロットに上下にすき間を開けて収納されて保持され、対応する真空処理室６２，６３のクリーニングまたはシーズニングの処理の際に複数回用いられる。

これらの処理の際に真空搬送ロボット５２により取り出されて目標の箇所である対応する真空処理室６２，６３に搬送されクリーニングまたはシーズニングの処理後に元の位置に搬入されるが、真空搬送中間室３２にダミーウエハが収納される場合とは異なり、真空搬送ロボット５２は真空搬送中間室３３の収納部のダミーウエハを入れ換えない。また、真空搬送中間室３３の前方側に配置されたゲートバルブは、第一の真空搬送室４１内部に面するゲートに対応する他の３つのゲートバルブの何れかが開放される場合に閉塞され、この開放されたバルブが閉塞されたことが検出された後に開放され、その後他のゲートの開放の動作の直前に閉じるまで、ダミーウエハの取り出し動作の期間も含め開放が維持される。

また、真空搬送中間室３３にも、上下の収納部の内側壁の前後方向中央部の上部に不活性ガスを供給する開口が配置されており、真空搬送中間室３３前方に配置されたゲートバルブが開放された状態で各収納部の内部に導入された不活性ガスは各収納部内の残留ガスや粒子とともに第二の真空搬送室４２内にゲートから流入し、第二の真空搬送室４２の側壁下部の排気口８７を通り排気され外部に真空ポンプ８９によって排出される。

上記説明した実施の例によれば、ダミーウエハを収納するために必要な真空搬送中間室内のウエハスロットの構成など、収納スペースが最小限にできる。

上記本発明の実施例によれば、被処理ウエハの搬送と交互に連続してダミーウエハの搬送が伴うことによる被処理ウエハの搬送効率の低下を防ぐことができ、被処理ウエハを処理する目的以外であるダミーウエハの利用に特化した機構、スペースなどが不要であり、それらに伴う装置コストの上昇を抑えることができる。

１１〜１３ ロードポート
２１ 筐体
２２ 大気搬送ロボット
３１ ロック室
３２，３３ 真空搬送中間室
４１ 第一の真空搬送室
４２ 第二の真空搬送室
５１，５２ 真空搬送ロボット
６１，６２，６３ 真空処理室
７１，７２ 収納部
７３ 仕切板
７４ 載置部
８１，８３ 第一アーム
８２，８４ 第二アーム
１０１ 大気側ブロック
１０２ 真空側ブロック

Claims (5)

1. 前面にカセット台を備え大気圧の内部を被処理ウエハが搬送される大気搬送室と、この大気搬送室の後方に配置され矩形状の平面形を有して減圧された内部を前記被処理ウエハが搬送される真空搬送室であってその周囲に減圧された内部に搬送されて配置された前記被処理ウエハを当該内部に形成したプラズマを用いて処理する真空処理室が連結された真空搬送室複数と、これら真空搬送室の間でこれらを連結して配置されこれら真空搬送室の間で搬送される間で前記被処理ウエハが載せられて収納される中間室と、前記真空搬送室と前記大気搬送室の背面との間でこれらを連結して配置されたロック室とを備え、前記カセット台状に載せられたカセット内に収納された前記被処理ウエハを前記ロック室を介し前記複数の真空処理室のいずれかに搬送して処理を施す真空処理装置であって、
   前記処理室内でプラズマを形成して前記処理と異なる条件で各処理室でダミーウエハを使用して行う処理の際に前記処理室内に配置されるダミーウエハの収納部を前記中間室内に配置した真空処理装置。
2. 請求項１に記載の真空処理装置であって、前記複数の真空搬送室が前記中間室を挟んで前後方向に並べて配置され、前記中間室内部のウエハ収納空間の下部に前記ダミーウエハを収納する真空処理装置。
3. 請求項１または２に記載の真空処理装置であって、前記中間室内の収納空間が処理前のウエハ用の収納空間と処理後のウエハ用の収納空間とを含み、前記処理後のウエハ用の収納空間に前記ダミーウエハを収納する真空処理装置。
4. 請求項１または２に記載の真空処理装置であって、前記中間室内部に配置され当該内部を２つの収納空間に仕切る仕切板を有し、前記２つの収納空間が前記処理前のウエハ及び前記処理後のウエハのいずれも収納する部分を有し、これら２つの収納空間の少なくとも１つの前記処理後のウエハが収納部分の下方に前記ダミーウエハを収納する部分を備えた真空処理装置。
5. 請求項１及至３の何れかに記載の真空処理装置であって、前記複数の真空搬送室が前記中間室を間に挟んで連結された第一及び第二の真空搬送室を含み、前記中間室内に前記第一の真空搬送室に連結された真空処理室で使用されるダミーウエハを収納し、第二の真空搬送室に連結された別のダミーウエハ用収納室内に第二の真空搬送室に接続された処理室で使用するダミーウエハを収納する真空処理装置。