JP2016096211A - 真空処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ウェハ処理を効率よく実施することのできる真空処理装置を提供する。
【解決手段】真空処理装置は、複数の処理室１３１，１３２，１３３と、複数の処理室１３１，１３２，１３３の各々に接続され、真空ロボット１２１，１２２，１２３が備わる搬送室１４１，１４２，１４３とを有する。さらに、真空処理装置は、隣り合う搬送室１４１，１４２，１４３の間を連結するロードロック１１１および中間室１１２，１１３を有し、複数の搬送室１４１，１４２，１４３と、ロードロック１１１および中間室１１２，１１３とが交互に連結されている。そして、複数の処理室１３１，１３２，１３３の各々へウェハを搬入する動作、および複数の処理室１３１，１３２，１３３の各々からウェハを搬出する動作がそれぞれ同期して開始される。
【選択図】図５

Description

本発明は、真空処理装置に関する。

本技術分野の背景技術として、特開２０１１−１２４４９６号公報（特許文献１）がある。この公報には、線形ツールの処理システムにおいて、被処理体を搬送する搬送ルートが複数ある場合、各々の搬送ルートにおけるスループットを比較し、最もスループットの高い搬送ルートを選択する手段によって、搬送ルートを決定する半導体処理システムが記載されている。

特開２０１１−１２４４９６号公報

前記特許文献１には、最も高いスループットが得られる搬送ルートを決定する半導体処理システムが記載されている。

しかし、この半導体処理システムでは、処理モジュールにおいて処理されたウェハが、処理モジュールから搬出されるまでの待ち時間が考慮されていない。そのため、ウェハ処理を効率よく実施することができないという課題がある。

そこで、本発明は、ウェハ処理を効率よく実施することのできる真空処理装置を提供する。

上記課題を解決するために、本発明の真空処理装置は、複数の処理室と、複数の処理室の各々に接続され、真空ロボットが備わる複数の搬送室と、隣り合う搬送室の間を連結する複数の待機室とを有し、複数の搬送室と複数の待機室とが交互に連結されている。そして、複数の処理室の各々へウェハを搬入する動作、および複数の処理室の各々からウェハを搬出する動作がそれぞれ同期して開始される。

本発明によれば、ウェハ処理を効率よく実施することのできる真空処理装置を提供することができる。

上記した以外の課題、構成および効果は、以下の実施の形態の説明により明らかにされる。

本実施例による真空処理装置の概略を模式的に示す上面図である。 本実施例によるウェハ搬送およびウェハ処理の流れを示すタイムチャートである。 本実施例によるウェハ搬送の流れを示すタイムチャートである。 本実施例によるウェハ搬送の流れを模式的に示す真空処理装置の上面図である。 図４に続く、ウェハ搬送の流れを模式的に示す真空処理装置の上面図である。 図５に続く、ウェハ搬送の流れを模式的に示す真空処理装置の上面図である。 図６に続く、ウェハ搬送の流れを模式的に示す真空処理装置の上面図である。 図７に続く、ウェハ搬送の流れを模式的に示す真空処理装置の上面図である。 図８に続く、ウェハ搬送の流れを模式的に示す真空処理装置の上面図である。 図９に続く、ウェハ搬送の流れを模式的に示す真空処理装置の上面図である。

以下の実施の形態において、便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明等の関係にある。

また、以下の実施の形態において、要素の数等（個数、数値、量、範囲等を含む）に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも良い。

また、以下の実施の形態において、その構成要素（要素ステップ等も含む）は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。

また、「Ａからなる」、「Ａよりなる」、「Ａを有する」、「Ａを含む」と言うときは、特にその要素のみである旨明示した場合等を除き、それ以外の要素を排除するものでないことは言うまでもない。同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲についても同様である。

また、以下の実施の形態で用いる図面においては、平面図であっても図面を見易くするためにハッチングを付す場合もある。また、以下の実施の形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。以下、本実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。

（発明が解決しようとする課題の詳細説明）
真空処理装置では、そのスループットを向上させるため、ウェハの搬送ルートを決定する方法が検討されている。

例えば前記特許文献１に記載された半導体処理システムは、ウェハに処理を施す複数の処理モジュールと、複数の処理モジュールのそれぞれへウェハの受け渡しを行う複数の搬送ロボットとを有し、さらに、複数の処理モジュールの１つに至る搬送ルートが複数ある場合、複数の搬送ルートのそれぞれの中からスループットが最も高い搬送ルートを選択し、決定する手段を有している。

しかし、上記半導体処理システムでは、処理モジュールにおいて処理されたウェハが、他のウェハを搬送するために使用されている搬送ロボットが使用可能となるまで、当該処理モジュールからの搬出を待たなければならない場合がある。そのため、ウェハ処理を効率よく実施することができないという課題がある。

さらに、ウェハが処理された後に、ウェハが処理モジュールに保持されたまま搬出されるまで待っている時間（待ち時間）が許容される限度を超えて長くなってしまうと、ウェハの主面上の膜に対して、処理モジュール内のガスまたは生成物などの粒子が悪影響を及ぼすという問題が生じる。

≪真空処理装置の構造≫
図１は、本実施例による真空処理装置の概略を模式的に示す上面図である。真空処理装置は大きく分けて大気側機構部１５１と真空側機構部１５２により構成される。

大気側機構部１５１は、大気圧下でカセット１０１内に収納されている未処理ウェハをカセット１０１から取り出して真空側機構部１５２に搬送し、処理が終了した処理済みウェハを真空側機構部１５２から取り出してカセット１０１内に収納する部分である。

真空側機構部１５２は、大気圧から減圧された真空圧下でウェハを搬送し、処理室１３１，１３２，１３３，１３４，１３５，１３６内でウェハを処理する部分である。

また、大気側機構部１５１と真空側機構部１５２との間でウェハの受け渡しを行うために大気圧と真空圧との切り替えが可能なロードロック（待機室、待機スペースとも言う）１１１が、大気側機構部１５１と真空側機構部１５２との間に備わっている。

大気側機構部１５１には、ロードポート１０２、アライナー１０６および大気搬送部１０７がある。ロードポート１０２には、ウェハを収納したカセット１０１が載置される。ロードポート１０２には、複数、例えば４つのカセット１０１を載置することができる。アライナー１０６は、ウェハの向きを合わせるための機構である。

大気搬送部１０７には、ウェハを保持することができる大気ロボット（搬送ロボットとも言う）１０５が備わっており、大気ロボット１０５は、大気搬送部１０７において水平方向移動、上下方向移動、旋回動作およびアームの伸縮動作が行える。大気ロボット１０５によりウェハをカセット１０１内から取り出したり、カセット１０１内へ収納したりする。大気ロボット１０５によりカセット１０１内から取り出されたウェハは、アライナー１０６に置かれ、ウェハの向きを合わせた後、再度大気ロボット１０５によりロードロック１１１に運ばれる。また、大気ロボット１０５によりロードロック１１１から取り出されたウェハは、カセット１０１内に収納される。

真空側機構部１５２には、処理室（処理モジュールとも言う）１３１，１３２，１３３，１３４，１３５，１３６、搬送室１４１，１４２，１４３および中間室（待機室、待機スペースとも言う）１１２，１１３がある。処理室１３１，１３２，１３３，１３４，１３５，１３６は、ウェハに対して、例えばエッチングまたは成膜などの処理を行う。処理室１３１，１３４は搬送室１４１に接続され、処理室１３２，１３５は搬送室１４２に接続され、処理室１３３，１３６は搬送室１４３に接続されている。

搬送室１４１はロードロック１１１を介して大気側機構部１５１に接続されており、搬送室１４２は中間室１１２を介して搬送室１４１に接続されている。さらに、搬送室１４３は中間室１１３を介して搬送室１４２に接続されている。すなわち、搬送室１４１，１４２，１４３とロードロック１１１および中間室１１２，１１３とは交互に接続されている。このように、真空側機構部１５２は、中間室１１２，１１３を介して搬送室１４１，１４２，１４３を線形に接続していく形態となっており、３つよりもさらに多く搬送室を接続して処理室を増設することができる。

図示は省略するが、処理室１３１，１３４と搬送室１４１との間、処理室１３２，１３５と搬送室１４２との間および処理室１３３，１３６と搬送室１４３との間には、それぞれの両者をシールして区画するゲートバルブが配置されている。これら複数のゲートバルブは、同時に開閉動作を行うことができ、また、１つのゲートバルブのみが開閉し、その他のゲートバルブは開閉しない排他的開閉動作を行うこともできる。

搬送室１４１には、ウェハを保持することができる真空ロボット（搬送ロボットも言う）１２１が備わっており、真空ロボット１２１は、搬送室１４１において水平方向移動、上下方向移動、旋回動作およびアームの伸縮動作が行える。同様に、搬送室１４２には、ウェハを保持することができる真空ロボット（搬送ロボットも言う）１２２が備わっており、真空ロボット１２２は、搬送室１４２において水平方向移動、上下方向移動、旋回動作およびアームの伸縮動作が行える。また、同様に、搬送室１４３には、ウェハを保持することができる真空ロボット（搬送ロボットも言う）１２３が備わっており、真空ロボット１２３は、搬送室１４３において水平方向移動、上下方向移動、旋回動作およびアームの伸縮動作が行える。

搬送室１４１に備わる真空ロボット１２１は、ロードロック１１１からウェハを搬出し、搬送室１４１に接続されている処理室１３１，１３４または中間室１１２へウェハを搬入することができる。また逆に、上記真空ロボット１２１は、処理室１３１，１３４または中間室１１２からウェハを搬出し、ロードロック１１１へウェハを搬入することができる。さらに、真空ロボット１２１は、搬送室１４１内においてウェハを保持した状態で、当該ウェハの搬送室１４１からの搬出の開始を待機することができる。

搬送室１４２に備わる真空ロボット１２２は、中間室１１２に搬入されたウェハを中間室１１２から搬出し、搬送室１４２に接続されている処理室１３２，１３５または中間室１１３へウェハを搬入することができる。また逆に、上記真空ロボット１２２は、処理室１３２，１３５または中間室１１３からウェハを搬出し、中間室１１２へウェハを搬入することができる。さらに、真空ロボット１２２は、搬送室１４２内においてウェハを保持した状態で、当該ウェハの搬送室１４２からの搬出の開始を待機することができる。

搬送室１４３に備わる真空ロボット１２３は、中間室１１３に搬入されたウェハを中間室１１３から搬出し、搬送室１４３に接続されている処理室１３３，１３６へウェハを搬入することができる。また逆に、上記真空ロボット１２３は、処理室１３３，１３６からウェハを搬出し、中間室１１３へウェハを搬入することができる。さらに、真空ロボット１２３は、搬送室１４３内においてウェハを保持した状態で、当該ウェハの搬送室１４３からの搬出の開始を待機することができる。

真空処理装置の構成によっては、さらに中間室を介して搬送室が線形に接続されている場合もあるが、この場合も搬送室に備わる真空ロボットは同様の動作を行う。

ロードロック１１１および中間室１１２，１１３は複数のウェハを保持できる機構となっており、例えばそれぞれ４枚のウェハを保持することができる。これにより、例えば中間室１１３にウェハがある状態で、処理室１３３，１３６から搬出したウェハを中間室１１３へ搬入し、既に入っていたウェハを中間室１１３から搬出するといった動作も可能である。同様に、例えば中間室１１２にウェハがある状態で、処理室１３２，１３５から搬出したウェハを中間室１１２へ搬入し、既に入っていたウェハを中間室１１２から搬出するといった動作も可能である。また、同様に、例えばロードロック１１１にウェハがある状態で、処理室１３１，１３４から搬出したウェハをロードロック１１１へ搬入するといった動作も可能である。

真空側機構部１５２には、処理室１３１，１３２，１３３，１３４，１３５，１３６、搬送室１４１，１４２，１４３および中間室１１２，１１３が存在するので、同時に複数のウェハが存在する状態となる。

上記構造の真空処理装置では、例えば以下の動作が行われる。

まず、大気側機構部１５１のロードポート１０２に載置されたカセット１０１からウェハが取り出されてロードロック１１１へ搬入される。続いて、ロードロック１１１から処理室１３１，１３４へウェハが搬送されて処理される、ロードロック１１１から中間室１１２を経由して処理室１３２，１３５へウェハが搬送されて処理される、またはロードロック１１１から中間室１１２，１１３を経由して処理室１３３，１３６へウェハが搬送されて処理される。真空側機構部１５２においてウェハの処理が終わると、逆に処理室１３１，１３４からロードロック１１１へウェハが搬送される、処理室１３２，１３５から中間室１１２を経由してロードロック１１１へウェハが搬送される、処理室１３３，１３６から中間室１１２，１１３を経由してロードロック１１１へウェハが搬送される。その後、ウェハはロードロック１１１から取り出されて、大気側機構部１５１のロードポート１０２に載置されたカセット１０１内に収納される。

≪ウェハ搬送およびウェハ処理≫
次に、図１に示した真空処理装置において行われるウェハ搬送およびウェハ処理について、図２（ａ）、（ｂ）および（ｃ）を用いて説明する。図２（ａ）、（ｂ）および（ｃ）はそれぞれ、真空処理装置に備わる処理室１３１，１３２，１３３におけるウェハ処理の内容を説明するタイムチャートである。なお、ここでの説明においては、図１に示した真空処理装置を適宜参照する。

まず、図２（ａ）に示すタイムチャート２０１を用いて、処理室１３１におけるウェハ搬送とウェハ処理について説明する。

処理室１３１内にある処理済みウェハが処理室１３１内から搬出され、処理室１３１内に新たに未処理ウェハが搬入されると、時点２１１で処理室１３１のウェハ処理が開始される。ウェハ処理が開始された後、一旦処理室圧力を所定値に減圧するための排気を行う。

次に、プロセスガスを導入し、処理室１３１内でウェハを吸着させるためのＥＳＣ電圧（静電吸着電圧）を印加する。その後、処理室圧力が上昇し始め、所定の圧力値になるように圧力制御を行う。次に、プラズマ発生源であるソースパワーを印加し、プラズマからイオンをウェハへ入射するためのウェハバイアスを印加する。これにより、ウェハ処理が進行する。

ウェハ処理では、処理時間であるステップタイムが設定されており、ステップタイムに応じてウェハ処理を行い、ウェハの処理状況を判定してステップタイムを終了させる。タイムチャート２０１では時点２３１でステップタイムが終了している。

ステップタイムが終了した後、プロセスガスの導入を停止する。次に、ＥＳＣ電圧およびウェハバイアスの印加を停止し、ソースパワーの印加を停止する。次に、処理室１３１内の排気を行い、処理室圧力が所定値に減圧された時点でウェハ処理は終了となる。タイムチャート２０１では時点２５１でウェハ処理が終了している。

その後は、同様にして、処理室１３１内にある処理済みウェハが処理室１３１内から搬出され、処理室１３１内に新たに未処理ウェハが搬入されて、ウェハ処理が開始される、というシーケンスが繰り返される。

他の複数の処理室１３２，１３３，１３４，１３５，１３６においても同様にしてウェハ処理が行われる。

例えば図２（ｂ）に示すように、処理室１３２において、タイムチャート２０１とほぼ同様なタイムチャート２０２により、ウェハ処理が進行する。また、図２（ｃ）に示すように、処理室１３３において、タイムチャート２０１とほぼ同様なタイムチャート２０３により、ウェハ処理が進行する。

本実施例では、図２（ａ）、（ｂ）および（ｃ）に示すように、処理室１３１，１３２，１３３におけるウェハ処理の開始を同期させている。そして、搬送室１４１，１４２，１４３から処理室１３１，１３２，１３３へのウェハの搬入を同期させることによって、処理室１３１，１３２，１３３におけるウェハ処理の開始を同期させている。

ここで「同期」とは、同時（同じ時刻）に同じ動作を行うことではなく、ほぼ同時に同じ動作を行うことを意味し、近似した時刻における動作も含む。真空ロボット１２１，１２２，１２３を例示すると、具体的には、真空ロボット１２１，１２２，１２３に対して同時にウェハの搬入・搬送を指示しても、実際には真空ロボット１２１，１２２，１２３間では動作開始のタイミングにバラツキが生じるからである。言い換えれば、「同期」とは、動作開始のタイミングを揃えた動作であり、動作開始のタイミングのバラツキを含んだ時間内での動作も含めるものである。

しかし、同一種類のウェハの処理であってもステップタイムの終了タイミングが異なることがある。これは、ウェハの処理状況の判定が、処理室またはウェハの状態により差が出るからであり、処理時間の変動要因となっている。図２（ｂ）に示すタイムチャート２０２では、時点２３２がステップタイムの終了であり、図２（ｃ）に示すタイムチャート２０３では、時点２３３がステップタイムの終了である。また、これにより、ウェハ処理の終了タイミングも異なることになる。図２（ｂ）に示すタイムチャート２０２では、時点２５２がウェハ処理の終了であり、図２（ｃ）に示すタイムチャート２０３では、時点２５３がウェハ処理の終了である。

但し、この差が大きくなる状況は、ウェハ処理の結果が異常の場合と考えられるので、ステップタイムに対する比率またはウェハの処理状況の判定に掛かる時間に対する比率で許容値を定めておき、処理室１３１，１３２，１３３におけるウェハ処理の終了を許容値まで待つことで、ウェハ処理の終了を同期させることができる。このように同期してウェハ処理を終了した時点が、図２（ａ）、（ｂ）および（ｃ）に示す時点２１３である。

本実施例では、処理室１３１，１３２，１３３におけるウェハ処理の開始を同期させることに加えて、処理室１３１，１３２，１３３におけるウェハ処理の終了を同期させている。そして、処理室１３１，１３２，１３３からのウェハの搬出を同期させることによって、ウェハ処理の終了を同期させている。

このように、ウェハ処理の開始およびウェハ処理の終了をそれぞれ同期させることにより、ウェハ処理を効率よく実施することができる。また、ウェハ処理の終了を同期させることに伴い、ウェハが処理された後の待ち時間の許容値を定めているので、ウェハの主面上の膜に対して、処理室１３１，１３２，１３３内のガスまたは生成物などの粒子が及ぼす影響を低減することができる。

≪ウェハ移動の態様≫
次に、処理室１３１，１３２，１３３において、ウェハ処理が終了した後に、待ち時間が許容される限度を超えることなく処理済みウェハを搬出し、次に処理する未処理ウェハを搬入して、ウェハ処理を開始する一連の動作について、図３〜図１０を用いて詳細に説明する。図３は、本実施例によるウェハ搬送の流れを示すタイムチャートである。図４〜図１０は、本実施例によるウェハ搬送の流れを模式的に示す真空処理装置の上面図であり、図３のウェハ搬送の流れに沿ってウェハの移動の態様を示している。

図３に示すタイムチャートは、ウェハ処理を繰り返していくシーケンスの部分を抽出したものである。繰り返されるシーケンスの範囲は、図２に示す時点２１１（ウェハ処理開始の時点）から時点２１４（次のウェハ処理開始の時点）の間である。前提としては、処理室１３１，１３２，１３３において、同時に、同一のウェハ処理が同一の条件で開始され、また、ウェハ処理中に、次に処理する未処理ウェハがロードロック１１１および中間室１１２，１１３に待機している状態として説明する。

なお、図３では、未処理ウェハを大気搬送部１０７から搬入し、搬送室１４１へ搬出する場合は、ロードロック１１１をロードロック１１１Ａとして表し、処理済みウェハを搬送室１４１から搬入し、大気搬送部１０７へ搬出する場合は、ロードロック１１１をロードロック１１１Ｂとして表す。また、未処理ウェハを搬送室１４１から搬入し、搬送室１４２へ搬出する場合は、中間室１１２を中間室１１２Ａとして表し、処理済みウェハを搬送室１４２から搬入し、搬送室１４１へ搬出する場合は、中間室１１２を中間室１１２Ｂとして表す。また、未処理ウェハを搬送室１４２から搬入し、搬送室１４３へ搬出する場合は、中間室１１３を中間室１１３Ａとして表し、処理済みウェハを搬送室１４３から搬入し、搬送室１４２へ搬出する場合は、中間室１１３を中間室１１３Ｂとして表す。

図３に示すタイムチャート２０４は、ウェハ搬送のタイムチャートであり、各部位毎にウェハの存在を示している。

（１）図３に示す時点２４１におけるウェハの状態について説明する（図４参照）。

図４に示すように、時点２４１では、処理室１３１，１３２，１３３において、同一の条件で行われた同一のウェハ処理が終了した状態である。処理室１３１，１３２，１３３には、処理済みウェハ３０１，３０２，３０３が待機し、ロードロック１１１および中間室１１２，１１３には、次に処理する未処理ウェハ４０１，４０２，４０３が搬入されて待機している。

（２）次に、図３に示す時間範囲２４２におけるウェハ搬送の流れについて説明する（図５参照）。

真空ロボット１２１，１２２，１２３は同期して、真空ロボット１２１がロードロック１１１Ａから未処理ウェハ４０１を搬出して保持し、真空ロボット１２２が中間室１１２Ａから未処理ウェハ４０２を搬出して保持し、真空ロボット１２３が中間室１１３Ａから未処理ウェハ４０３を搬出して保持する。

次に、真空ロボット１２１が、処理室１３１から処理済みウェハ３０１を搬出して未処理ウェハ４０１を処理室１３１へ搬入する。真空ロボット１２２が、処理室１３２から処理済みウェハ３０２を搬出して未処理ウェハ４０２を処理室１３２へ搬入する。真空ロボット１２３が、処理室１３３から処理済みウェハ３０３を搬出して未処理ウェハ４０３を処理室１３３へ搬入する。

真空ロボット１２１は、搬送室１４１内において処理済みウェハ３０１を保持した状態で、未処理ウェハ４０１の搬送室１４１からの搬出の開始を待機する。真空ロボット１２２は、搬送室１４２内において処理済みウェハ３０２を保持した状態で、未処理ウェハ４０２の搬送室１４２からの搬出の開始を待機する。真空ロボット１２３は、搬送室１４３内において処理済みウェハ３０３を保持した状態で、未処理ウェハ４０３の搬送室１４３からの搬出の開始を待機する。

その後、真空ロボット１２１が処理済みウェハ３０１をロードロック１１１Ｂへ搬入し、真空ロボット１２２が処理済みウェハ３０２を中間室１１２Ｂへ搬入し、真空ロボット１２３が処理済みウェハ３０３を中間室１１３Ｂへ搬入する。これにより図５に示す状態になる。

ここで、これら真空ロボット１２１，１２２，１２３により処理済みウェハ３０１，３０２，３０３を処理室１３１，１３２，１３３から搬出する動作は同期し、また、これら真空ロボット１２１，１２２，１２３により未処理ウェハ４０１，４０２，４０３を処理室１３１，１３２，１３３へ搬入する動作は同期している。すなわち、処理済みウェハ３０１，３０２，３０３の処理の終了が同期し、また、未処理ウェハ４０１，４０２，４０３の処理の開始が同期する。

従って、前述したように、処理済みウェハ３０１，３０２，３０３を処理室１３１，１３２，１３３に長く待機させることなく処理室１３１，１３２，１３３から搬出でき、また、スループットを損なうことなく処理室１３１，１３２，１３３を稼動させることができる。

（３）次に、図３に示す時間範囲２４３におけるウェハ搬送の流れについて説明する（図６〜図１０参照）。

時間範囲２４３では、処理室１３１，１３２，１３３においてウェハ処理が開始されて、未処理ウェハ４０１，４０２，４０３が処理中の状態である。また、時間範囲２４３では、処理済みウェハ３０１，３０２，３０３がカセット１０１内に収納され、カセット１０１内に収納されている未処理ウェハがそれぞれロードロック１１１Ａ、中間室１１２Ａおよび中間室１１３Ａに搬送され、待機する動作が行われる。以下に、これら動作について説明する。

最初に、ロードロック１１１Ｂを大気圧にするためにベントする。この間、大気ロボット１０５がウェハ５０３をカセット１０１内から取り出す。ロードロック１１１Ｂのベント完了後に、大気ロボット１０５がウェハ５０３をロードロック１１１Ａへ搬入し、ロードロック１１１Ｂからウェハ３０１を搬出してカセット１０１内に収納する。次に、ロードロック１１１Ａが真空圧になるよう排気をする。これにより図６に示す状態になる。

次に、真空ロボット１２１がウェハ３０２を中間室１１２Ｂから搬出し、ロードロック１１１Ｂへ搬入する。さらに、真空ロボット１２１がウェハ５０３をロードロック１１１Ａから搬出し、中間室１１２Ａへ搬入する。これにより図７に示す状態になる。

次に、ロードロック１１１Ｂを大気圧にするためにベントする。この間、大気ロボット１０５がウェハ５０２をカセット１０１内から取り出す。ロードロック１１１Ｂのベント完了後に、大気ロボット１０５がウェハ５０２をロードロック１１１Ａへ搬入し、ロードロック１１１Ｂからウェハ３０２を搬出してカセット１０１へ収納する。次に、ロードロック１１１Ａが真空圧になるよう排気をする。

この間、真空ロボット１２２が、ウェハ３０３を中間室１１３Ｂから搬出して中間室１１２Ｂへ搬入し、ウェハ５０３を中間室１１２Ａから搬出して中間室１１３Ａへ搬入する。これにより図８に示す状態になる。

次に、真空ロボット１２１が、ウェハ３０３を中間室１１２Ｂから搬出してロードロック１１１Ｂへ搬入し、ウェハ５０２をロードロック１１１Ａから搬出して中間室１１２Ａへ搬入する。これにより図９に示す状態になる。

次に、ロードロック１１１Ｂを大気圧にするためにベントする。この間、大気ロボット１０５はウェハ５０１をカセット１０１内から取り出す。ロードロック１１１Ｂのベント完了後に、大気ロボット１０５がウェハ５０１をロードロック１１１Ａへ搬入し、ロードロック１１１Ｂからウェハ３０３を搬出してカセット１０１内に収納する。次に、ロードロック１１１Ａが真空圧になるよう排気をする。これにより図１０に示す状態になる。

以上の動作により、処理室１３１，１３２，１３３において未処理ウェハ４０１，４０２，４０３が処理中に、次に処理する未処理ウェハ５０１，５０２，５０３をそれぞれロードロック１１１Ａ、中間室１１２Ａおよび中間室１１３Ａに搬送して待機させた状態となる。このように次に処理する未処理ウェハ５０１，５０２，５０３の搬送が終了した時点が、図２（ａ）、（ｂ）および（ｃ）並びに図３に示す時点２１２である。

このように、同期処理を行う枚数分のウェハの搬送時間に対して１回のウェハの処理時間が長い場合、未処理ウェハ４０１，４０２，４０３を処理室１３１，１３２，１３３において処理している間に、次に処理する未処理ウェハ５０１，５０２，５０３をロードロック１１１および中間室１１２，１１３に搬送することができる。この後、処理室１３１，１３２，１３３でのウェハ処理の終了を同期して待ち、全ての処理室１３１，１３２，１３３でウェハ処理を終了させる。全ての処理室１３１，１３２，１３３でウェハ処理が終了した時点が、図２（ａ），（ｂ）および（ｃ）並びに図３に示す時点２１３である。この後、再び図４〜図１０に示した上記一連の動作を繰り返す。

以上述べたように、複数の処理室１３１，１３２，１３３においてウェハ処理の開始およびウェハ処理の終了をそれぞれ同期させることができる。これにより、ウェハ処理が終了した処理済みウェハ３０１，３０２，３０３を処理室１３１，１３２，１３３に長く待機させることなく処理室１３１，１３２，１３３から搬出し、また、スループットを損なうことなく処理室１３１，１３２，１３３を稼動させることができる。

カセット内の複数のウェハを全て処理する場合には、例えばウェハが２５枚であれば、本実施例ではウェハを３枚ずつ同期して処理するので、最後は１枚のウェハのみを処理することになる。この時、次に処理すべき別の後続のカセットがロードポートにあり、同一種類のウェハであれば、後続のカセットから２枚のウェハを足して、ウェハを３枚ずつ同期して処理する動作を継続させる。つまり、現在ウェハ処理中のウェハを収納するカセットの残りの未処理ウェハの枚数が、処理室の数を下回る場合は、後続のカセットから全ての処理室を満たす数のウェハを割り当てる。これにより処理室の稼働率を高めることができる。また、後続のカセットの処理のスループットも向上する。

また、別のカセットから２枚のウェハを先に搬送し、先カセットの最後のウェハを後から搬送すれば、先カセットの処理済みウェハの回収が先に行われるため、先カセットのスループットが向上する。

なお、本実施例では、処理室１３１，１３２，１３３にそれぞれ搬送された未処理ウェハ４０１，４０２，４０３に対して同時にウェハ処理が開始され、ウェハ処理中に次に処理される未処理ウェハ５０１，５０２，５０３がロードロック１１１および中間室１１２，１１３に待機している状態から説明を始めたが、最初にこの状態を作り出さなければいけない。

この状態は、例えば以下の動作によって実現できる。すなわち、ウェハ３０３を中間室１１３へ搬入し、次にウェハ３０２を中間室１１２へ搬入し、次にウェハ３０１をロードロック１１１へ搬入してから、ウェハ３０３，３０２，３０１を同期して処理室１３３，１３２，１３１へそれぞれ搬入してウェハ処理を開始すればよい。また、この後、ウェハ処理中に、カセット１０１から順次ウェハ４０３，４０２，４０１を中間室１１３、中間室１１２およびロードロック１１１へ搬入すればよい。

≪変形例≫
図１に示した真空処理装置に接続された複数の処理室の使用方法の変形例について説明する。

前述した複数の処理室の使用法では、図４〜図１０に示したように、処理室１３１，１３２，１３３を使用した場合について説明した。この時、ウェハの処理時間が長く、図３に示す時間範囲２４４において３枚の処理済みウェハの搬出および次に処理する未処理ウェハの搬入が可能な搬送の空き時間がある場合は、処理室１３４，１３５，１３６を使用して、もう一組の対を成し、図２（ａ）、（ｂ）および（ｃ）並びに図３に示すタイムチャートに従ったウェハ処理が可能となる。

さらに、処理室１３１，１３２，１３３，１３４，１３５，１３６でのウェハの処理時間、並びに処理済みウェハの搬出および次に処理する未処理ウェハの搬入に掛かる時間を条件として、複数の処理室の組合せの中からウェハ処理を行う処理室１３１，１３２，１３３，１３４，１３５，１３６を選択することができる。例えば処理室１３１と処理室１３２とを１対とした組と、処理室１３４と処理室１３５とを１対とした組とすることができる。

以上説明したように、本実施例により、ウェハ処理の歩留まりを向上させた真空処理装置または真空処理装置の運転方法を提供することができる。

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。

１０１ カセット
１０２ ロードポート
１０５ 大気ロボット（搬送ロボット）
１０６ アライナー
１０７ 大気搬送部
１１１ ロードロック（待機室、待機スペース）
１１２，１１３ 中間室（待機室、待機スペース）
１２１，１２２，１２３ 真空ロボット（搬送ロボット）
１３１，１３２，１３３，１３４，１３５，１３６ 処理室（処理モジュール）
１４１，１４２，１４３ 搬送室
１５１ 大気側機構部
１５２ 真空側機構部
２０１，２０２，２０３，２０４ タイムチャート
２１１ ウェハ処理開始の時点
２１２ 次処理ウェハ搬送済の時点
２１３ ウェハ処理終了の時点
２１４ 次のウェハ処理開始の時点
２３１，２３２，２３３ ステップタイム終了の時点
２４１ ウェハ処理終了の時点
２４２，２４３，２４４ 時間範囲
２５１，２５２，２５３ ウェハ処理終了の時点
３０１，３０２，３０３ 処置済みウェハ
４０１，４０２，４０３ 未処理ウェハ
５０１，５０２，５０３ 未処理ウェハ

Claims (5)

1. ウェハに処理を施す複数の処理室と、
   前記複数の処理室の各々に接続され、前記ウェハの受け渡しを行う搬送ロボットが備わる複数の搬送室と、
   隣り合う前記搬送室の間を連結する複数の待機室と、
   を有し、
   前記複数の搬送室と前記複数の待機室とが交互に連結された真空処理装置であって、
   前記複数の処理室の各々へ、前記複数の処理室の各々に接続された前記複数の搬送室の各々に備わる前記搬送ロボットによって前記ウェハを搬入する動作がタイミングを揃えて開始され、
   前記複数の処理室の各々から、前記複数の処理室の各々に接続された前記複数の搬送室の各々に備わる前記搬送ロボットによって前記ウェハを搬出する動作がタイミングを揃えて開始される、真空処理装置。
2. 請求項１記載の真空処理装置において、
   前記複数の処理室の各々において、前記ウェハに対して同一の処理が同一の条件で行われる、真空処理装置。
3. 請求項１記載の真空処理装置において、
   前記複数の処理室の各々へ前記搬送ロボットにより搬入される前記ウェハは、前記複数の処理室の各々における処理が実施されていない未処理のウェハであり、
   前記複数の処理室の各々から前記搬送ロボットにより搬出される前記ウェハは、前記複数の処理室の各々における処理が実施された処理済みのウェハである、真空処理装置。
4. 請求項１記載の真空処理装置において、
   前記複数の処理室の各々で実施される前記ウェハに対する処理が、前記複数の処理室においてタイミングを揃えて開始される、真空処理装置。
5. 請求項１記載の真空処理装置において、
   前記複数の処理室の各々に前記ウェハが搬入され、処理され、搬出されるまでの間に、前記複数の搬送室の各々に未処理のウェハが搬入される、真空処理装置。

Images