JP2014130895A - 基板処理装置及び基板搬送方法及び半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】基板搬出時に予備室内にパーティクルが飛散することを抑制する基板処理装置を提供する。
【解決手段】基板１０に処理を施す処理室５，６と、該処理室へ基板を搬送する第１搬送手段９を備えた第１搬送室２と、基板を搬送する第２搬送手段４６を備えた第２搬送室３６と、基板を保持する基板保持具２９，３１を備え前記第１搬送室と前記第２搬送室を連結する減圧可能な予備室３，４と、前記第２搬送室と連結され複数の基板が収納された状態で基板収納容器３９，４０，４１が載置される載置部４３，４４，４５と、該載置部と前記処理室との間で基板の搬送を制御する搬送制御手段６４とを具備する基板処理装置１に於いて、前記搬送制御手段は前記予備室から大気圧状態で基板を搬出する際に前記予備室内の前記基板保持具の最下部から上側に向って順番に基板を搬出する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ウェーハ等の基板に、酸化処理、拡散処理、薄膜の生成等の処理を行う基板処理装置及び基板搬送方法及び半導体装置の製造方法に関するものである。

基板処理装置は反応容器、加熱装置等から成る反応炉を具備し、反応容器内に画成された処理室に基板を収納し、基板を加熱装置で所定温度に加熱し、処理ガスを反応容器内に供給して基板処理を行う。

枚葉式の基板処理装置に於ける基板搬入処理では、基板処理装置外の外部搬送装置により、基板収容部上に基板収納容器を搬送し、基板収納容器から大気搬送装置により大気圧下の予備室内で基板保持具に基板を移載した後、予備室内を真空圧化し、真空状態を維持したまま基板保持具から真空搬送装置により基板を処理室に搬入する。

処理室内で基板にアッシング処理等所定の処理が行われると、基板搬出処理が開始される。真空圧下で真空搬送装置により基板を処理室から予備室内の基板保持具に移載した後、予備室内を大気圧化し、基板保持具から大気搬送装置により基板を基板収納容器に移載し、外部搬送装置により処理済基板が収納された基板収納容器を基板収容部から基板処理装置外へと搬出する。

上記した搬入工程に於いて、基板収納容器から未処理の基板を基板保持具に移載する際には、先ず大気搬送装置が基板収納容器から所定枚数、例えば５枚の未処理の基板を取出し、基板保持具の最下段のスロットに移載する。次に、大気搬送装置が再度基板収納容器から所定枚数の基板を取出し、基板保持具を所定量だけ下降させた後に基板保持具に移載することで、先に搬入した基板よりも上段のスロットに基板が移載される。同様の処理を順次行うことで、未処理の基板が基板保持具の下段から上段に向って順次移載される。

又、搬出工程に於いて、基板保持具から処理済の基板を基板収納容器に搬出する際には、先ず予備室内を大気圧化した後、大気搬送装置が基板保持具の最上段のスロットから所定枚数、例えば５枚の処理済基板を取出し、基板収納容器に移載する。次に、基板保持具を所定量だけ上昇させた後に、大気搬送装置が再度基板保持具から所定枚数の基板を取出すことで、先に搬出した基板よりも下段のスロットから基板を取出し、基板収納容器に移載する。同様の処理を順次行うことで、処理済の基板が基板保持具の上段から下段に向って順次搬出される。

然し乍ら、大気圧下に於いて、基板を搬送する従来の搬出工程の場合、基板搬出時にパーティクルが飛散り、基板に付着して基板に悪影響を及す虞れがあった。

特開２０１０−１５３８０８号公報 特開２０１２−９９７１１号公報

本発明は斯かる実情に鑑み、基板搬出時に予備室内にパーティクルが飛散することを抑制する基板処理装置を提供するものである。

本発明は、基板に処理を施す処理室と、該処理室へ基板を搬送する第１搬送手段を備えた第１搬送室と、基板を搬送する第２搬送手段を備えた第２搬送室と、基板を保持する基板保持具を備え前記第１搬送室と前記第２搬送室を連結する減圧可能な予備室と、前記第２搬送室と連結され複数の基板が収納された状態で基板収納容器が載置される載置部と、該載置部と前記処理室との間で基板の搬送を制御する搬送制御手段とを具備する基板処理装置に於いて、前記搬送制御手段は前記予備室から大気圧状態で基板を搬出する際に前記予備室内の前記基板保持具の最下部から上側に向って順番に基板を搬出する基板処理装置に係るものである。

又本発明は、処理室で所定の処理が施された基板を第１搬送手段が予備室内の基板保持具に搬出する工程と、第２搬送手段が前記基板保持具の最下部に保持された基板を取出せる位置迄昇降機構が前記基板保持具を上昇させる工程と、前記第２搬送手段が前記基板保持具に保持された基板を搬出する工程とを有し、前記第２搬送手段による基板の搬出工程では、前記昇降機構が前記基板保持具を所定の位置迄順次下降させつつ、前記第２搬送手段が前記基板保持具の最下部から上側に向って順番に基板を搬出する基板搬送方法に係るものである。

更に又本発明は、第２搬送手段が基板を予備室内の基板保持具に搬入する工程と、第１搬送手段が前記基板保持具に保持された基板を処理室内に搬入する工程と、該処理室内にて基板に所定の処理を施す工程と、前記第１搬送手段が前記基板保持具に基板を搬出する工程と、前記第２搬送手段が前記基板保持具の最下部に保持された基板を取出せる位置迄昇降機構が前記基板保持具を上昇させる行程と、前記第２搬送手段が前記基板保持具に保持された基板を搬出する工程とを有し、前記第２搬送手段による基板の搬出工程では、前記昇降機構が前記基板保持具を所定の位置迄順次下降させつつ、前記第２搬送手段が前記基板保持具の最下部から上側に向って順番に基板を搬出する半導体装置の製造方法に係るものである。

本発明によれば、基板に処理を施す処理室と、該処理室へ基板を搬送する第１搬送手段を備えた第１搬送室と、基板を搬送する第２搬送手段を備えた第２搬送室と、基板を保持する基板保持具を備え前記第１搬送室と前記第２搬送室を連結する減圧可能な予備室と、前記第２搬送室と連結され複数の基板が収納された状態で基板収納容器が載置される載置部と、該載置部と前記処理室との間で基板の搬送を制御する搬送制御手段とを具備する基板処理装置に於いて、前記搬送制御手段は前記予備室から大気圧状態で基板を搬出する際に前記予備室内の前記基板保持具の最下部から上側に向って順番に基板を搬出するので、大気圧下に於ける前記基板保持具の上下動は下降のみとなり、該基板保持具の上昇に伴い前記予備室内にパーティクルが飛散るのを抑制することができる。

又本発明によれば、処理室で所定の処理が施された基板を第１搬送手段が予備室内の基板保持具に搬出する工程と、第２搬送手段が前記基板保持具の最下部に保持された基板を取出せる位置迄昇降機構が前記基板保持具を上昇させる工程と、前記第２搬送手段が前記基板保持具に保持された基板を搬出する工程とを有し、前記第２搬送手段による基板の搬出工程では、前記昇降機構が前記基板保持具を所定の位置迄順次下降させつつ、前記第２搬送手段が前記基板保持具の最下部から上側に向って順番に基板を搬出するので、大気圧下に於ける前記基板保持具の上下動は下降のみとなり、該基板保持具の上昇に伴い前記予備室内にパーティクルが飛散るのを抑制することができる。

更に又本発明によれば、第２搬送手段が基板を予備室内の基板保持具に搬入する工程と、第１搬送手段が前記基板保持具に保持された基板を処理室内に搬入する工程と、該処理室内にて基板に所定の処理を施す工程と、前記第１搬送手段が前記基板保持具に基板を搬出する工程と、前記第２搬送手段が前記基板保持具の最下部に保持された基板を取出せる位置迄昇降機構が前記基板保持具を上昇させる行程と、前記第２搬送手段が前記基板保持具に保持された基板を搬出する工程とを有し、前記第２搬送手段による基板の搬出工程では、前記昇降機構が前記基板保持具を所定の位置迄順次下降させつつ、前記第２搬送手段が前記基板保持具の最下部から上側に向って順番に基板を搬出するので、大気圧下に於ける前記基板保持具の上下動は下降のみとなり、該基板保持具の上昇に伴い前記予備室内にパーティクルが飛散るのを抑制することができるという優れた効果を発揮する。

本発明の実施例に係る基板処理装置を示す概略平面図である。 本発明の実施例に係る基板処理装置のバキュームロックチャンバを示す概略立断面図である。 本発明の実施例に係る基板処理装置の制御装置を説明するブロック図である。 本発明の実施例に係る他の基板処理装置を示す概略平面図である。 本発明の実施例に係る大気搬入処理を説明する説明図である。 本発明の実施例に係る大気搬出処理を説明する説明図である。 本発明の実施例に係る大気搬出処理を説明するシーケンス図である。

以下、図面を参照しつつ本発明の実施例を説明する。

基板処理装置は、一般にチャンバの配列により、複数のチャンバが搬送室の周りに星状に配列されたクラスタ型基板処理装置と、チャンバと搬送室とが一直線に配列されたインライン型基板処理装置の２つのタイプに分類される。

先ず、図１に於いて、クラスタ型の基板処理装置１の構成について説明する。該基板処理装置１は、真空側と大気側とに分れており、先ず真空側について説明する。

該基板処理装置１の真空側には、真空気密可能な第１搬送室としての真空搬送室２と、予備室（ロードロック室）を備えたバキュームロックチャンバ３，４と、処理室を備えたプロセスチャンバ５，６と、冷却チャンバ７，８とが設けられている。前記バキュームロックチャンバ３，４、前記プロセスチャンバ５，６、前記冷却チャンバ７，８は、前記真空搬送室２の外周に星状に配置されている。

該真空搬送室２は、真空状態等大気圧未満の圧力（負圧）に耐えることができるロードロックチャンバ構造となっている。尚、本実施例に於いては、前記真空搬送室２の筐体は、平面視が六角形であり、上下両端に於いて閉塞された箱形状に形成されている。

前記真空搬送室２には、第１搬送手段としての真空搬送ロボット９が設けられている。該真空搬送ロボット９は、昇降自在なエレベータ１１上に設置され、鉛直軸周りに回転される回転部１２と、該回転部１２に対して水平面内に沿って折畳み自在に設けられる折畳みリンク１３と、該折畳みリンク１３に掛渡され、その伸縮により該折畳みリンク１３の拡開と折畳みとを制御するシリンダ１４と、該折畳みリンク１３に取付けられ、その折畳みによって前記回転部１２上のホームポジションと半径方向外側のウェーハ載置位置との間でスライド移動するアーム１５とから構成されている。

上記した様に、前記真空搬送ロボット９は、昇降、回転、伸縮が可能であり、その協働により前記バキュームロックチャンバ３，４、前記プロセスチャンバ５，６、前記冷却チャンバ７，８との間でウェーハ１０を搬送する様になっている。

又、前記バキュームロックチャンバ３，４、前記プロセスチャンバ５，６、及び前記冷却チャンバ７，８前の前記アーム１５の進退軌道上には、該アーム１５上のウェーハ１０の有無を検出する為に、ウェーハ有無検知センサ１６〜２１が設けられている。

又、図示しない前記アーム１５の先端部のウェーハ載置部は、前記ウェーハ有無検知センサ１６〜２１によりウェーハ１０の有無を検出する為２股のフォーク状に形成されている。

前記プロセスチャンバ５，６は、ゲートバルブ２３，２４を介して前記真空搬送室２と連通され、又前記プロセスチャンバ５，６の内部には、ウェーハ１０に付加価値を与える処理室が画成されている。又、前記プロセスチャンバ５，６には、ガス導入・排気機構（図示せず）及びプラズマ放電機構（図示せず）、前記プロセスチャンバ５，６内に供給する処理ガスの流量を制御するマスフローコントローラ（ＭＦＣ：図３参照）２５、前記プロセスチャンバ５，６内の圧力を制御するオートプレッシャーコントローラ（ＡＰＣ：図３参照）２６、前記プロセスチャンバ５，６内の温度を制御する温度調整器（図３参照）２７、処理ガスの供給や排気用バルブをオン／オフする為のバルブ開閉制御部２８（図３参照）等を有している。

前記バキュームロックチャンバ３，４の内部は、前記真空搬送室２へウェーハ１０を搬入する為のロードロック室として、或は該真空搬送室２からウェーハ１０を搬出する為のロードロック室として用いられる。前記バキュームロックチャンバ３，４には、ウェーハ１０を一時的に支持する為のボート（基板保持具）２９，３１が設けられている。

前記バキュームロックチャンバ３，４の内部は、それぞれゲートバルブ３２，３３を介して前記真空搬送室２と連通しており、又それぞれゲートバルブ３４，３５を介して後述する第２搬送室としての大気搬送室３６と連通している。従って、前記ゲートバルブ３２，３３を閉じた状態で、前記ゲートバルブ３４，３５を開けることにより、前記真空搬送室２内の真空気密を保持しつつ、前記バキュームロックチャンバ３，４と前記大気搬送室３６との間でウェーハ１０の搬送を行うことができる。

前記冷却チャンバ７，８は、それぞれゲートバルブ３７，３８を介して前記真空搬送室２と連通しており、内部に格納されたウェーハ１０を冷却する機能を有している。又、前記冷却チャンバ７，８もその内部を真空排気できる様になっている。

一方、前記基板処理装置１の大気側には、前記バキュームロックチャンバ３，４に接続された前記大気搬送室３６と、該大気搬送室３６に接続され、基板収納容器（以下、ポッドと称す）３９〜４１を載置する載置部としてのロードポート４３〜４５とが設けられている。

又、前記大気搬送室３６には、該大気搬送室３６の内部にクリーンエア、例えばＮ2 等の不活性ガスを供給する為のクリーンエア供給ユニット（図示せず）が設けられている。

前記大気搬送室３６には、第２搬送手段として１台の大気搬送ロボット４６が設けられている。該大気搬送ロボット４６は、前記真空搬送ロボット９と同様の構成であり、前記バキュームロックチャンバ３，４と前記ロードポート４３〜４５との間でウェーハ１０の搬送を相互に行う。又、前記大気搬送室３６内の所定の位置（例えば前記ゲートバルブ３４，３５近傍）にも同様にウェーハ有無検知センサ４７，４８が設置され、後述する様に、該ウェーハ有無検知センサ４７，４８により前記大気搬送ロボット４６のアーム先端部に形成されたウェーハ載置部上にウェーハ１０が載置されているかどうか、即ち有無を検知できる様になっている。

尚、前記大気搬送室３６には、基板位置補正装置として、ウェーハ１０の結晶方位の位置合せ等を行う為の、オリフラ（Ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ Ｆｌａｔ）合わせ装置４９が設けられている。

前記ロードポート４３〜４５は、複数枚のウェーハ１０を収納するポッド３９〜４１をそれぞれ載置することができる。

図２に於いて、前記バキュームロックチャンバ３，４の詳細について説明する。尚、前記バキュームロックチャンバ３と前記バキュームロックチャンバ４とは同様の構造であるので、以下では前記バキュームロックチャンバ３について説明する。尚、図２中、前記バキュームロックチャンバ４に関する符号については括弧（）で示している。

予備室としてのロードロック室を備える前記バキュームロックチャンバ３は、枠部５１と、前記バキュームロックチャンバ３の内部に昇降可能且つ回転可能に設けられた前記ボート２９とを有している。

前記枠部５１の天板には前記バキュームロックチャンバ３の内部と連通する不活性ガス供給管５２が接続され、前記枠部５１の底板には前記バキュームロックチャンバ３の内部と連通する排気管５３が接続されている。前記不活性ガス供給管５２には、上流側から順にＮ2 等の不活性ガス供給源（図示せず）、不活性ガス供給バルブ５４が設けられ、前記排気管５３には、下流側に向ってＶＥＮＴバルブ５５、排気装置、例えば真空ポンプ５６が設けられている。

又、前記枠部５１の前記真空搬送室２側の側板には真空側基板搬入出口５７が形成され、該真空側基板搬入出口５７は前記ゲートバルブ３２により気密に閉塞可能となっている。前記枠部５１の前記大気搬送室３６側の側板には大気側基板搬入出口５８が形成され、該大気側基板搬入出口５８は前記ゲートバルブ３４により気密に閉塞可能となっている。

従って、前記ゲートバルブ３２，３４により前記真空側基板搬入出口５７、前記大気側基板搬入出口５８を閉塞した状態で、前記不活性ガス供給バルブ５４を閉塞し、前記ＶＥＮＴバルブ５５を開放すると共に前記真空ポンプ５６を作動させることで、前記バキュームロックチャンバ３の内部が真空排気され、該バキュームロックチャンバ３の内部を真空圧化させることができる。又、前記ゲートバルブ３２，３４により前記真空側基板搬入出口５７、前記大気側基板搬入出口５８を閉塞した状態で、前記ＶＥＮＴバルブ５５を閉塞すると共に前記真空ポンプ５６を停止し、前記不活性ガス供給バルブ５４を開放することで、前記バキュームロックチャンバ３の内部に不活性ガスが導入され、該バキュームロックチャンバ３の内部を大気圧化させることができる。

該バキュームロックチャンバ３の内部に設けられた前記ボート２９は、昇降可能且つ回転可能であり、例えば２５枚のウェーハ１０を保持可能となっている。前記ボート２９は、前記枠部５１の底板に穿設された貫通孔５９を貫通するエレベータシャフト６１により支持され、昇降機構（図示せず）、回転機構（図示せず）により前記ボート２９が前記エレベータシャフト６１と一体に昇降され、回転される様になっている。

又、該エレベータシャフト６１の下端には円板状の固定台６２が取付けられ、該固定台６２と前記枠部５１の下面には、前記エレベータシャフト６１の周囲を覆う様伸縮自在なベローズ６３が気密に設けられている。前記ボート２９が昇降する際には前記ベローズ６３が伸縮することで、前記エレベータシャフト６１の昇降を許容し、且つ前記バキュームロックチャンバ３の気密性が維持される様になっている。

次に、図３に於いて、クラスタ型の前記基板処理装置１の制御装置６４について説明する。

該制御装置６４は、搬送制御手段である統括制御コントローラ６５と、プロセスチャンバコントローラ６６，６７と、操作部６８とを具備しており、前記統括制御コントローラ６５、前記プロセスチャンバコントローラ６６，６７、前記操作部６８は通信手段、例えばＬＡＮ６９により相互にデータ交換可能な様に接続されている。

前記統括制御コントローラ６５は、前記真空搬送ロボット９、前記大気搬送ロボット４６、前記ゲートバルブ２３，２４，３２〜３５，３７，３８、前記バキュームロックチャンバ３，４の真空排気系及び前記大気導入系にそれぞれ接続されている。又、前記統括制御コントローラ６５は、前記真空搬送ロボット９及び前記大気搬送ロボット４６の動作、前記ゲートバルブ２３，２４，３２〜３５，３７，３８の開閉動作、前記バキュームロックチャンバ３，４内部の真空排気系、大気導入系の動作を制御する。

前記プロセスチャンバコントローラ６６，６７は、それぞれ前記プロセスチャンバ５，６が有する前記ＭＦＣ２５ａ，２５ｂ、前記ＡＰＣ２６ａ，２６ｂ、前記温度調整器２７ａ，２７ｂ、前記バルブ開閉制御部２８ａ，２８ｂ等にそれぞれ接続されている。又、前記プロセスチャンバコントローラ６６，６７は、前記プロセスチャンバ５，６へのガス導入・排気機構、温度制御・プラズマ放電機構、前記冷却チャンバ７，８の冷却機構等の各動作を制御する様になっている。

前記操作部６８は、システム制御コマンドの指示、モニタ表示、ロギングデータ、アラーム解析、パラメータ編集等の画面表示・入力受付機能を担っている。

次に、本発明の実施例に係る他の基板処理装置として、図４に於いて、インライン型の基板処理装置７１について説明する。該基板処理装置７１は、真空側と大気側とに分れており、先ず真空側について説明する。尚、該基板処理装置７１の制御装置７２（後述）は前記基板処理装置１の前記制御装置６４と略同様であるので、同等のものには同符号を付し、簡略化して説明する。

該基板処理装置７１の真空側には、２つの基板処理モジュール７３，７４が並列に設けられている。前記基板処理モジュール７３は、インライン接続された真空気密可能な処理室を備えたプロセスチャンバ７５と、該プロセスチャンバ７５の前段に設けられ、真空気密可能なロードロック室（予備室）を備えたバキュームロックチャンバ７６とを有している。又、前記基板処理モジュール７４も前記基板処理モジュール７３と同様に、プロセスチャンバ７７とバキュームロックチャンバ７８とを有している。

前記プロセスチャンバ７５，７７の内部は、クラスタ型の前記基板処理装置１の場合と同様に、例えば化学反応（ＣＶＤ）による成膜等、ウェーハ１０に所定の処理を行う処理室として機能する。又、前記プロセスチャンバ７５，７７は、ガス導入・排気機構、及び温度制御・プラズマ放電機構、前記プロセスチャンバ７５，７７内へ供給する処理ガスの流量を制御するＭＦＣ２５（図３参照）、前記プロセスチャンバ７５，７７内の圧力を制御するＡＰＣ２６（図３参照）、前記プロセスチャンバ７５，７７内の温度を制御する温度調整器２７（図３参照）、処理ガスの供給や排気用バルブのオン／オフを制御する為のバルブ開閉制御部２８（図３参照）等を具備している。

前記バキュームロックチャンバ７６，７８は、それぞれ前記プロセスチャンバ７５，７７へウェーハ１０を搬入する為のロードロック室として、或は前記プロセスチャンバ７５，７７からウェーハ１０を搬出する為のロードロック室として機能する。

前記バキュームロックチャンバ７６，７８には、第１搬送手段である真空搬送ロボット７９，８０が設けられている。該真空搬送ロボット７９，８０は、それぞれ前記プロセスチャンバ７５と前記バキュームロックチャンバ７６との間、前記プロセスチャンバ７７と前記バキュームロックチャンバ７８との間で、ウェーハ１０を搬送することが可能となっている。又、前記真空搬送ロボット７９，８０には、ウェーハ載置部を有するアーム８２，８３が設けられている。

尚、前記バキュームロックチャンバ７６，７８には、ウェーハ１０を保持することができる多段型ステージ、例えば上下２段のステージが設けられており、上段の基板保持具であるバッファステージ（ボート）８４，８５ではウェーハ１０を保持し、下段のクーリングステージ８６，８７ではウェーハ１０を冷却する様になっている。

前記バキュームロックチャンバ７６，７８は、それぞれゲートバルブ８８，８９を介して前記プロセスチャンバ７５，７７と連通しており、又それぞれゲートバルブ９１，９２を介して後述する第２搬送室としての大気搬送室９３と連通している。

従って、前記ゲートバルブ８８，８９を閉じた状態で、前記ゲートバルブ９１，９２を開放することにより、前記プロセスチャンバ７５，７７内の真空気密を保持したまま、前記バキュームロックチャンバ７６，７８と前記大気搬送室９３との間でウェーハ１０の搬送を行うことができる。

又、前記バキュームロックチャンバ７６，７８は、真空状態等の大気圧未満の負圧に耐えるロードロックチャンバ構造となっており、前記バキュームロックチャンバ７６，７８の内部を真空排気することが可能となっている。この為、前記ゲートバルブ９１，９２を閉じて前記バキュームロックチャンバ７６，７８を真空排気した後に、前記ゲートバルブ８８，８９を開放することにより、前記プロセスチャンバ７５，７７内の真空気密を保持したまま、前記バキュームロックチャンバ７６と前記プロセスチャンバ７５との間、前記バキュームロックチャンバ７８と前記プロセスチャンバ７７との間でウェーハ１０の搬送を行うことができる。

又、前記真空搬送ロボット７９，８０には、必要に応じて回転部１２（図１参照）の回転位置を検出する為の回転位置検出センサ（図示せず）、シリンダ１４（図１参照）の伸縮ストロークにより、前記アーム８２，８３の先端部のウェーハ載置の位置を検出する為のシリンダストロークセンサ（図示せず）が設けられ、エレベータ１１（図１参照）の昇降位置を検出する為の昇降位置検出センサ（図示せず）が前記エレベータ１１に設けられている。前記昇降位置検出センサは、前記エレベータ１１の高さを高さ位置検出センサ（図示せず）により検出することにより、結果的にウェーハ載置部の昇降位置を検出する。

一方、前記基板処理装置７１の大気側には、前記バキュームロックチャンバ７６，７８に接続された前記大気搬送室９３と、該大気搬送室９３に接続され、基板収納容器であるポッド９４，９５を載置する載置部としてのロードポート９６，９７とが設けられている。

前記大気搬送室９３には、第２搬送手段である大気搬送ロボット９８が設けられ、該大気搬送ロボット９８は前記バキュームロックチャンバ７６，７８と前記ロードポート９６，９７との間でウェーハ１０を搬送可能となっている。又、前記大気搬送ロボット９８には、ウェーハ載置部を有するアーム９９が設けられている。

尚、前記大気搬送室９３には、基板位置補正装置としてのアライナユニット１００が設けられ、該アライナユニット１００は搬送時のウェーハ１０のズレを補正し、ウェーハ１０のノッチを一定方向に合わせるノッチ合せを行うことが可能となっている。

又、前記ロードポート９６，９７は、複数枚のウェーハ１０を収納可能な前記ポッド９４，９５をそれぞれ載置可能となっている。

次に、インライン型の前記基板処理装置７１の制御装置７２について説明する。尚、該制御装置７２の構成自体はクラスタ型の前記基板処理装置１の前記制御装置６４と同様である為、図３を参照して説明する。

統括制御コントローラ６５は、前記真空搬送ロボット７９，８０、前記大気搬送ロボット９８、前記ゲートバルブ８８，８９，９１，９２、前記バキュームロックチャンバ７６，７８とそれぞれ接続されている。又、前記統括制御コントローラ６５は、前記真空搬送ロボット７９，８０及び前記大気搬送ロボット９８の動作、前記ゲートバルブ８８，８９，９１，９２の開閉動作、前記バキュームロックチャンバ７６，７８内部の排気動作を制御する。

プロセスチャンバコントローラ６６，６７は、それぞれ前記プロセスチャンバ７５，７７が具備する前記ＭＦＣ２５ａ，２５ｂ、前記ＡＰＣ２６ａ，２６ｂ、前記温度調整器２７ａ，２７ｂ、前記バルブ開閉制御部２８ａ，２８ｂ等に接続されている。又、前記プロセスチャンバコントローラ６６，６７は、前記プロセスチャンバ７５，７７へのガス導入・排気機構、温度制御・プラズマ放電機構等の各動作を制御する。

操作部６８は、システム制御コマンドの指示、モニタ表示、ロギングデータ、アラーム解析、パラメータ編集等の画面表示・入力受付機能を担っている。

次に、図１、図２を参照してクラスタ型の前記基板処理装置１により実施されるウェーハ１０の基板処理について説明する。尚、以下の説明に於いては、前記基板処理装置１の各部の動作は前記制御装置６４によって制御されるものとする。

先ず、前記ゲートバルブ３２，３５を閉じ、前記ゲートバルブ３３，３４を開き、次に該ゲートバルブ３３，３４の開閉が正常かどうかを判定する。判定の結果が正常の場合には、前記真空搬送室２、前記プロセスチャンバ５，６、前記冷却チャンバ７，８内を真空排気する。併せて、前記大気搬送室３６内に略大気圧となる様にクリーンエア、例えばＮ2 等の不活性ガスを供給する。又、複数枚、例えば２５枚の未処理ウェーハ１０を収納した前記ポッド３９を前記ロードポート４３に載置する。

続いて、前記ポッド３９から前記バキュームロックチャンバ３の前記ボート２９へとウェーハ１０を搬送する大気搬入処理が行われる。大気搬入処理では、先ず前記大気搬送ロボット４６により、前記ロードポート４３に載置された前記ポッド３９内から複数枚、例えば５枚のウェーハ１０を前記大気搬送室３６内に搬入し、前記オリフラ合わせ装置４９上に載置し、結晶方位の位置合せ等を実施する。

次に、前記大気搬送ロボット４６により、前記オリフラ合わせ装置４９上に載置されたウェーハ１０を取出し、前記大気側基板搬入出口５８を介して前記バキュームロックチャンバ３内にウェーハ１０を搬入する。

尚、図５は、大気搬入する場合に於いて、前記ポッド３９から前記ボート２９へと未処理ウェーハ１０を搬入する際の、搬入順序毎の前記ポッド３９からの搬入開始位置、前記ボート２９への搬入位置との関係を示した説明図であり、１回目の搬送では前記ポッド３９の最下段のスロット（図５中のＳＬＯＴ１）から順に取出された５枚のウェーハ１０が、前記オリフラ合わせ装置４９を経て前記ボート２９の最下段のスロット（図５中のＳＬＯＴ１）から上側に向って順番に移載される。

１回目の搬送が終了すると、次に図示しない昇降機構を介して前記ボート２９を予め設定された所定量だけ下降させる。この時、前記ベローズ６３は下降する前記固定台６２に引張られて伸びる様になっており、前記ベローズ６３内は負圧となるので、前記バキュームロックチャンバ３内の空気が前記ベローズ６３内に吸引され、該ベローズ６３に付着したパーティクルが前記バキュームロックチャンバ３内に飛散ることがない。

前記ボート２９の下降後、前記大気搬送ロボット４６により２回目の搬送が行われる。１回目の搬送に於ける搬入開始位置の上側のスロット（図５中のＳＬＯＴ６〜ＳＬＯＴ１０）から５枚のウェーハ１０が取出され、前記オリフラ合わせ装置４９を経て前記バキュームロックチャンバ３内に搬入され、前記ボート２９の１回目の搬送で搬入済の上側のスロット（図５中のＳＬＯＴ６〜ＳＬＯＴ１０）に５枚のウェーハ１０が移載される。

同様にして、前記ボート２９を予め設定された所定位置迄順次下降させつつ、３回目〜５回目の搬送を行うことで、前記大気搬送ロボット４６により所定枚数、例えば２５枚のウェーハ１０が下から上に順番に前記ボート２９に移載される。

前記ボート２９へのウェーハ１０の移載が終了すると、次に前記ゲートバルブ３４を閉じ、前記不活性ガス供給バルブ５４を閉じると共に、前記ＶＥＮＴバルブ５５を開放し、前記真空ポンプ５６を作動させることで前記バキュームロックチャンバ３の内部を真空排気する。

該バキュームロックチャンバ３内部が所定の圧力迄減圧されると、前記ゲートバルブ３４を閉じた状態で、前記ゲートバルブ３２を開放する。又、前記真空搬送ロボット９により、前記ボート２９に保持されているウェーハ１０を取出し、前記プロセスチャンバ５内に搬入し、所定の基板載置位置に載置する。その後、前記ゲートバルブ２３を閉じ、前記プロセスチャンバ５内に処理ガスを供給し、ウェーハ１０に対して所定の処理を実行する。

前記プロセスチャンバ５内に於けるウェーハ１０の処理が完了すると、前記ゲートバルブ２３を開き、前記真空搬送ロボット９により、前記プロセスチャンバ５内の処理済ウェーハ１０を取出し、前記冷却チャンバ７内に搬入し、所定の基板載置位置に載置し、冷却する。

前記冷却チャンバ７内に於ける冷却処理が完了した後、前記真空搬送ロボット９により前記冷却チャンバ７内の処理済ウェーハ１０を取出し、前記バキュームロックチャンバ４の前記ボート３１に移載する。尚、該ボート３１に移載される処理済ウェーハ１０は、前記ボート２９に保持されていた際のスロットと同位置に該当するスロットに移載される。

前記プロセスチャンバ５から前記ボート３１への搬出は最下部のスロットから上側に向って順次実行される。この時、前記ボート３１はウェーハ１０の移載に応じて順次下降し、前記ボート３１の下降により前記ベローズ６３が伸びる様になっている。前記ボート２９に移載された全ての未処理ウェーハ１０を、処理済ウェーハ１０として前記ボート３１に移載し終えると、次に該ボート３１から前記ポッド４１へとウェーハ１０を搬送する大気搬出処理が行われる。

図６、図７を参照し、本実施例による大気搬出処理について説明する。尚、図６は、大気搬出する場合に於いて、前記ボート３１から前記ポッド４１へと処理済ウェーハ１０を搬出する際の、搬出順序毎の前記ボート３１からの搬出開始位置、前記ポッド４１への搬出位置との関係を示した説明図であり、図７は大気搬出処理の工程を説明するシーケンス図である。

処理済ウェーハ１０が全て前記ボート３１に移載された段階では、上記した様に前記プロセスチャンバ５から前記ボート３１への搬出処理により、該ボート３１が最下部迄下降した状態となっている。本実施例では、大気搬出処理が開始される前に、先ず図示しない昇降機構により、前記ボート３１を所定の位置、即ち最上部迄上昇させる。

この時、該ボート３１の上昇により前記ベローズ６３は縮むが、前記バキュームロックチャンバ４の内部は真空圧、即ち前記ベローズ６３内部は真空圧となっているので、該ベローズ６３内部から気体が流出することがなく、該ベローズ６３に付着したパーティクルが噴上げられることが殆どない。

前記ボート３１を所定の位置迄上昇させると、次に前記ゲートバルブ３３を閉じ、不活性ガス供給バルブ５４を開放すると共に、前記ＶＥＮＴバルブ５５を閉じ、前記真空ポンプ５６を停止することで、前記バキュームロックチャンバ４内に不活性ガスを供給し、該バキュームロックチャンバ４内を略大気圧迄昇圧させる。

次に、前記ゲートバルブ３５を開放し、前記大気搬送ロボット４６により前記ボート３１から前記ポッド４１にウェーハ１０を移載する。ウェーハ１０の前記ボート３１からの搬出は、下から上に向って順番に行われる。前記大気搬送ロボット４６により、前記ボート３１の１回目の搬送分である最下段のスロットから５枚の処理済ウェーハ１０を取出し（図６中のＳＬＯＴ１〜ＳＬＯＴ５）、前記ロードポート４５上に載置された前記ポッド４１の最下段のスロットから上側に向って５枚分のスロット（図６中のＳＬＯＴ１〜ＳＬＯＴ５）に移載する。

１回目の搬送が終了すると、次に図示しない昇降機構を介して、前記ボート３１を所定量、即ち搬送済のスロット分だけ下降させる。この時、前記ベローズ６３は下降する前記固定台６２に引張られて伸びる様になっているので、前記ベローズ６３内は負圧となり、前記バキュームロックチャンバ４内の気体が前記ベローズ６３内に吸入され、前記ベローズ６３に付着したパーティクルが前記バキュームロックチャンバ４内に噴上げられることがない。

前記ボート３１の下降後、前記大気搬送ロボット４６により２回目の搬送が行われ、前記ボート３１の１回目の搬送に於いて搬出したスロットの上側のスロットから５枚のウェーハ１０が取出され（図６中のＳＬＯＴ６〜ＳＬＯＴ１０）、前記ポッド４１の１回目の搬送に於いて搬入されたスロットの上側のスロット（図６中のＳＬＯＴ６〜ＳＬＯＴ１０）に５枚のウェーハ１０が移載される。

同様にして、前記ボート３１を順次下降させつつ、３回目（ＳＬＯＴ１１〜ＳＬＯＴ１５）〜５回目（ＳＬＯＴ２１〜ＳＬＯＴ２５）の搬送を行う、即ち最下段のスロットから上側に向って順番に５枚ずつウェーハ１０の搬送を行うことで、前記大気搬送ロボット４６により２５枚の処理済ウェーハ１０が前記ポッド４１へと搬出される。

処理済ウェーハ１０が全て搬出されると、最後に処理済ウェーハ１０が収納された前記ポッド４１を前記ロードポート４５から搬出し、基板処理を終了する。

上述の様に、本実施例では、大気搬出処理開始時に、前記バキュームロックチャンバ４内を大気圧化させる前に前記ボート３１を所定の位置迄上昇させているので、大気圧環境下に於いて、前記ベローズ６３が縮み、該ベローズ６３内の気体と共に、該ベローズ６３に付着したパーティクルが前記バキュームロックチャンバ４内に噴出されない様にしている。

従って、基板処理工程に於ける前記バキュームロックチャンバ４内のパーティクルの飛散を抑制することができ、処理済ウェーハ１０に対するパーティクルの付着を抑制し、ウェーハ１０の歩留りを増加させることができる。

尚、本実施例では、前記プロセスチャンバ５から前記ボート３１へと処理済ウェーハ１０を搬出する際に、前記ボート３１の最下段のスロットから上側に向って順次搬出しているが、ウェーハ１０を前記ボート３１の最上段のスロットから下側に向って順次搬出してもよい。

この場合、前記エレベータシャフト６１の上昇によって前記ボート３１はウェーハ１０の移載により順次上昇し、前記ボート３１の上昇により前記ベローズ６３が縮む様になっており、該ベローズ６３の縮短により該ベローズ６３の容積が減少するが、真空状態での縮短であるのでパーティクルの飛散は殆どない。

又、処理済ウェーハ１０を移載し終った状態では、前記ボート３１は最上位置迄上昇している。従って、大気搬出処理が開始される前に、前記ボート３１を所定の位置迄上昇させることなく大気搬送処理を行うことができる。

尚、本実施例に於いて、前記制御装置６４，７２は図示しないＲＯＭ、ＲＡＭ、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等を有している。

前記ＲＯＭは、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ、ハードディスク等から構成され、前記ＣＰＵの動作プログラム等を記憶する記憶媒体となっている。又、前記ＲＡＭは、前記ＣＰＵのワークエリアとして機能する様になっている。更に、前記ＣＰＵは、前記制御装置６４，７２の中枢を構成し、前記ＲＯＭに記憶された制御プログラムを実行し、前記操作部６８からの指示に従って、プロセス用レシピ等のレシピ記憶領域に記憶されているレシピを実行する様になっている。

尚、本実施例に係る前記操作部６８は、専用のシステムによらず、通常のコンピュータシステムを用いて実現可能である。例えば、汎用コンピュータに、上述の処理を実行する為のプログラムを格納した記録媒体（フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＵＳＢ等）から当該プログラムをインストールすることにより、上述の処理を実行する操作部を構成することができる。

又、これらのプログラムを供給する為の手段は任意であり、上記の様に所定の記録媒体を介して供給できる他、例えば通信回線、通信ネットワーク、通信システム等を介して供給してもよい。この場合、例えば通信ネットワークの掲示板に当該プログラムを掲示し、これをネットワークを介して搬送波に重畳し提供してもよい。而して、この様に提供されたプログラムを起動し、ＯＳの制御下で他のアプリケーションプログラムと同様に実行することにより、上述の処理を実行することができる。

尚、本実施例の基板処理装置は、半導体製造装置だけではなくＬＣＤ装置の様なガラス基板を処理する装置であっても適用可能である。

又、本実施例に適用される基板処理装置を用いた成膜処理には、例えばＣＶＤ、ＰＶＤ、酸化膜、窒化膜を形成する処理や、金属を含む膜を形成する処理等を含む。更に、本実施例に於いては枚葉式の基板処理装置について説明したが、縦型や横型の基板処理装置、露光装置、リソグラフィ装置、塗布装置、プラズマを利用した処理装置に対しても適用可能であることは言う迄もない。

（付記）
又、本発明は以下の実施の態様を含む。

（付記１）基板に処理を施す処理室と、該処理室へ基板を搬送する第１搬送手段を備えた第１搬送室と、基板を搬送する第２搬送手段を備えた第２搬送室と、基板を保持する基板保持具を備え前記第１搬送室と前記第２搬送室を連結する減圧可能な予備室と、前記第２搬送室と連結され複数の基板が収納された状態で基板収納容器が載置される載置部と、該載置部と前記処理室との間で基板の搬送を制御する搬送制御手段とを具備する基板処理装置に於いて、前記搬送制御手段は前記予備室から大気圧状態で基板を搬出する際に前記予備室内の前記基板保持具の最下部から上側に向って順番に基板を搬出することを特徴とする基板処理装置。

（付記２）前記予備室は、前記基板保持具を昇降させる昇降機構を備え、前記基板保持具を予め決められた位置迄上昇させた後に基板を搬出する様構成された付記１の基板処理装置。

（付記３）前記予備室内を減圧状態から大気圧に復帰させる際に、前記第２搬送手段が前記予備室内の前記基板保持具の最下部に保持された基板を取出せる位置迄前記昇降機構が前記基板保持具を上昇させる付記１の基板処理装置。

（付記４）前記基板保持具を順次所定の位置迄下降させながら基板を搬出する付記３の基板処理装置。

（付記５）前記所定の位置は所定の値に固定されている付記４の基板処理装置。

（付記６）処理室で所定の処理が施された基板を第１搬送手段が予備室内の基板保持具に搬出する工程と、第２搬送手段が前記基板保持具の最下部に保持された基板を取出せる位置迄昇降機構が前記基板保持具を上昇させる工程と、前記第２搬送手段が前記基板保持具に保持された基板を搬出する工程とを有し、前記第２搬送手段による基板の搬出工程では、前記昇降機構が前記基板保持具を所定の位置迄順次下降させつつ、前記第２搬送手段が前記基板保持具の最下部から上側に向って順番に基板を搬出することを特徴とする基板搬送方法。

（付記７）第２搬送手段が基板を予備室内の基板保持具に搬入する工程と、第１搬送手段が前記基板保持具に保持された基板を処理室内に搬入する工程と、該処理室内にて基板に所定の処理を施す工程と、前記第１搬送手段が前記基板保持具に基板を搬出する工程と、前記第２搬送手段が前記基板保持具の最下部に保持された基板を取出せる位置迄昇降機構が前記基板保持具を上昇させる行程と、前記第２搬送手段が前記基板保持具に保持された基板を搬出する工程とを有し、前記第２搬送手段による基板の搬出工程では、前記昇降機構が前記基板保持具を所定の位置迄順次下降させつつ、前記第２搬送手段が前記基板保持具の最下部から上側に向って順番に基板を搬出することを特徴とする半導体装置の製造方法。

１ 基板処理装置
２ 真空搬送室
３，４ バキュームロックチャンバ
５，６ プロセスチャンバ
９ 真空搬送ロボット
１０ ウェーハ
２９，３１ ボート
３２〜３５ ゲートバルブ
３６ 大気搬送室
３９〜４１ ポッド
４３〜４５ ロードポート
５４ 不活性ガス供給バルブ
５５ ＶＥＮＴバルブ
６３ ベローズ
６４ 制御装置
６５ 統括制御コントローラ
７１ 基板処理装置
７２ 制御装置

Claims (3)

1. 基板に処理を施す処理室と、該処理室へ基板を搬送する第１搬送手段を備えた第１搬送室と、基板を搬送する第２搬送手段を備えた第２搬送室と、基板を保持する基板保持具を備え前記第１搬送室と前記第２搬送室を連結する減圧可能な予備室と、前記第２搬送室と連結され複数の基板が収納された状態で基板収納容器が載置される載置部と、該載置部と前記処理室との間で基板の搬送を制御する搬送制御手段とを具備する基板処理装置に於いて、前記搬送制御手段は前記予備室から大気圧状態で基板を搬出する際に前記予備室内の前記基板保持具の最下部から上側に向って順番に基板を搬出することを特徴とする基板処理装置。
2. 処理室で所定の処理が施された基板を第１搬送手段が予備室内の基板保持具に搬出する工程と、第２搬送手段が前記基板保持具の最下部に保持された基板を取出せる位置迄昇降機構が前記基板保持具を上昇させる工程と、前記第２搬送手段が前記基板保持具に保持された基板を搬出する工程とを有し、前記第２搬送手段による基板の搬出工程では、前記昇降機構が前記基板保持具を所定の位置迄順次下降させつつ、前記第２搬送手段が前記基板保持具の最下部から上側に向って順番に基板を搬出することを特徴とする基板搬送方法。
3. 第２搬送手段が基板を予備室内の基板保持具に搬入する工程と、第１搬送手段が前記基板保持具に保持された基板を処理室内に搬入する工程と、該処理室内にて基板に所定の処理を施す工程と、前記第１搬送手段が前記基板保持具に基板を搬出する工程と、前記第２搬送手段が前記基板保持具の最下部に保持された基板を取出せる位置迄昇降機構が前記基板保持具を上昇させる行程と、前記第２搬送手段が前記基板保持具に保持された基板を搬出する工程とを有し、前記第２搬送手段による基板の搬出工程では、前記昇降機構が前記基板保持具を所定の位置迄順次下降させつつ、前記第２搬送手段が前記基板保持具の最下部から上側に向って順番に基板を搬出することを特徴とする半導体装置の製造方法。

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