JP2017028158A - ロードロック装置、及び基板処理システム - Google Patents
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Abstract
【課題】簡素な構成でロードロック室内の基板容器からの蓋体の着脱、蓋体が取り外された基板容器からの基板の出し入れを行うことが可能なロードロック装置などを提供する。
【解決手段】ロードロック装置２は、真空搬送室に対して連通口２１１を介して接続され、内部の圧力を大気圧状態と、真空圧状態とに切り替え可能なロードロック室を備え、ロードロック室本体２１は、着脱自在な蓋体６２が側面に設けられた基板容器６の搬入出が行われる搬入出口２１２と、その開閉を行う開閉扉２２とを備え、蓋体着脱機構４は前記連通口２１１と上下方向に並ぶ高さ位置に設けられ、前記基板容器に対する蓋体の着脱を実行する。昇降機構３は、基板容器６が載置される載置台３１を備え、基板容器６の蓋体６２側の側面を、連通口２１１に対向する高さ位置と、蓋体着脱機構４に対向する高さ位置とに移動させるように載置台３１を昇降させる。
【選択図】図２
【解決手段】ロードロック装置２は、真空搬送室に対して連通口２１１を介して接続され、内部の圧力を大気圧状態と、真空圧状態とに切り替え可能なロードロック室を備え、ロードロック室本体２１は、着脱自在な蓋体６２が側面に設けられた基板容器６の搬入出が行われる搬入出口２１２と、その開閉を行う開閉扉２２とを備え、蓋体着脱機構４は前記連通口２１１と上下方向に並ぶ高さ位置に設けられ、前記基板容器に対する蓋体の着脱を実行する。昇降機構３は、基板容器６が載置される載置台３１を備え、基板容器６の蓋体６２側の側面を、連通口２１１に対向する高さ位置と、蓋体着脱機構４に対向する高さ位置とに移動させるように載置台３１を昇降させる。
【選択図】図２
Description
本発明は、真空圧状態下での基板の処理を行うために、外部との間で基板の搬入出を行う技術に関する。
基板である半導体ウエハ（以下、ウエハという）の表面に集積回路の積層構造を形成する半導体装置の製造工程には、真空排気された処理モジュール（基板処理室）内にウエハを１枚ずつ配置した後、処理ガスを供給してウエハに対して成膜やエッチングなどを行う枚葉式の真空処理がある。処理対象のウエハは、例えばＦＯＵＰ（Front Open Unified Pod）などの基板容器に多数枚収納された状態で工場内を搬送された後、一枚ずつ取り出されて所定の処理を実行する処理モジュールに搬入される。
このとき、ＦＯＵＰが搬送される工場内は、大気圧状態である一方、処理モジュール内は、通常、真空圧状態に維持されている。このため、ＦＯＵＰと処理室との間のウエハの搬送は、内部の圧力を大気圧状態と、真空圧状態とに切り替えることが可能なロードロック室を介して行われる。
ところが、ロードロック室に１枚ずつウエハを搬入して、大気圧状態−真空圧状態の切り替えを行うと、ＦＯＵＰ−ロードロック室間、及びロードロック室−処理モジュール間の各々にウエハの搬送機構を設ける必要があり、搬送機構やロードロック室、処理モジュールを含むウエハ処理システム全体の構成が大がかりとなる。
ところが、ロードロック室に１枚ずつウエハを搬入して、大気圧状態−真空圧状態の切り替えを行うと、ＦＯＵＰ−ロードロック室間、及びロードロック室−処理モジュール間の各々にウエハの搬送機構を設ける必要があり、搬送機構やロードロック室、処理モジュールを含むウエハ処理システム全体の構成が大がかりとなる。
この点、特許文献１には、底面側の蓋体を取り外すことにより、複数のウエハを保持したカセットを取り出すことが可能な基板容器であるＢＯＰ（Bottom Opening Pod）を利用し、ロードロック室内にウエハを保持したカセット全体を搬入することにより、基板容器−ロードロック室間のウエハの搬送機構を省略した真空処理装置が記載されている。
しかしながら、半導体工場にて一般的に用いられているＦＯＵＰは、カセットを取り出す構造ではなく、またウエハの出し入れを行う際に取り外される蓋体は、ＦＯＵＰの側面に設けられているので、特許文献１に記載の技術をそのまま採用することはできない。
しかしながら、半導体工場にて一般的に用いられているＦＯＵＰは、カセットを取り出す構造ではなく、またウエハの出し入れを行う際に取り外される蓋体は、ＦＯＵＰの側面に設けられているので、特許文献１に記載の技術をそのまま採用することはできない。
また特許文献２には、筐体内に搬入されたＦＯＵＰを鉛直軸周りに回転自在な載置台上に載置し、回転台を回転させることにより、ＦＯＵＰの蓋体の開閉（着脱）を行う蓋体開閉機構と、蓋体が取り外されたＦＯＵＰから、基板の検査を行うプローブユニットへの基板の受け渡し口との間でＦＯＵＰの向きを変えるプローブ装置が記載されている。
しかしながら、特許文献２に記載の筐体はロードロック室ではなく、外部とロードロック室との間のＦＯＵＰの搬入出なども勘案した効率的な蓋体開閉機構、及びウエハの受け渡し口の配置は不明である。
しかしながら、特許文献２に記載の筐体はロードロック室ではなく、外部とロードロック室との間のＦＯＵＰの搬入出なども勘案した効率的な蓋体開閉機構、及びウエハの受け渡し口の配置は不明である。
本発明はこのような事情の下になされたものであり、その目的は、簡素な構成でロードロック室内の基板容器からの蓋体の着脱、蓋体が取り外された基板容器からの基板の出し入れを行うことが可能なロードロック装置、及びこれを備えた基板処理システムを提供することにある。
本発明のロードロック装置は、真空圧状態下で基板の搬送が行われる真空搬送室に対して、仕切弁により開閉される連通口を介して接続され、内部の圧力を大気圧状態と、真空圧状態とに切り替え可能なロードロック室を備えたロードロック装置であって、
複数の基板を収容し、着脱自在な蓋体が側面に設けられた基板容器の搬入出が行われる搬入出口と、この搬入出口を開閉する開閉扉とを備え、側面に前記連通口が形成されたロードロック室本体と、
前記ロードロック室内の、前記連通口と上下方向に並ぶ高さ位置に設けられ、前記基板容器に対する前記蓋体の着脱を実行する着脱位置と、この着脱位置から後退した後退位置との間を横方向に進退自在に構成された蓋体着脱機構と、
前記ロードロック室内に設けられ、前記基板容器が載置される載置台を備え、前記載置台に載置された前記基板容器の前記蓋体側の側面を、前記連通口に対向する高さ位置と、前記蓋体着脱機構に対向する高さ位置とに移動させるように、前記載置台を昇降させる昇降機構と、を備えたことを特徴とする。
複数の基板を収容し、着脱自在な蓋体が側面に設けられた基板容器の搬入出が行われる搬入出口と、この搬入出口を開閉する開閉扉とを備え、側面に前記連通口が形成されたロードロック室本体と、
前記ロードロック室内の、前記連通口と上下方向に並ぶ高さ位置に設けられ、前記基板容器に対する前記蓋体の着脱を実行する着脱位置と、この着脱位置から後退した後退位置との間を横方向に進退自在に構成された蓋体着脱機構と、
前記ロードロック室内に設けられ、前記基板容器が載置される載置台を備え、前記載置台に載置された前記基板容器の前記蓋体側の側面を、前記連通口に対向する高さ位置と、前記蓋体着脱機構に対向する高さ位置とに移動させるように、前記載置台を昇降させる昇降機構と、を備えたことを特徴とする。
前記ロードロック装置は、以下の構成を備えていてもよい。
（ａ）前記搬入出口は、前記ロードロック室本体の天井面に設けられ、前記昇降機構は、前記搬入出口を介して前記基板容器の搬入出が行われる高さ位置まで前記載置台を上昇させること。
（ｂ）前記ロードロック室内の真空排気を実行する真空排気部を備え、前記ロードロック室内に前記基板容器を搬入してから、前記蓋体着脱機構により前記基板容器の前記蓋体を取り外すまでの期間中、前記基板容器内の圧力を前記ロードロック室内の圧力よりも高い状態に維持するため、前記ロードロック室内が前記大気圧状態よりも低く、前記真空圧状態以上の圧力状態となるように前記真空排気部による真空排気を行うこと。さらに、前記基板容器内に不活性ガスを供給する不活性ガス供給部を備え、前記ロードロック室内に前記基板容器を搬入してから、前記蓋体着脱機構により前記基板容器の前記蓋体を取り外すまでの期間中、前記基板容器内の圧力を前記ロードロック室内の圧力よりも高い状態に維持するため、前記不活性ガス供給部より前記基板容器内に不活性ガスを供給すること。
（ｃ）前記基板容器内に不活性ガスを供給する不活性ガス供給部を備え、前記蓋体着脱機構により前記基板容器の前記蓋体が取り外されている期間中、前記不活性ガス供給部より前記基板容器内に不活性ガスを供給すること。
（ｄ）前記基板容器内に不活性ガスを供給する第１の不活性ガス供給部と、前記ロードロック室内に不活性ガスを供給する第２の不活性ガス供給部を備え、ロードロック室内の圧力の切り替えを実行する圧力切替機構と、真空状態である前記ロードロック室内にて、前記蓋体が取り外された前記基板容器からの基板の出し入れが行われた後、前記仕切弁を閉じ、前記ロードロック室を前記真空搬送室から切り離すステップと、次いで、前記第１の不活性ガス供給部より前記基板容器に不活性ガスを供給しながら前記蓋体着脱機構により前記基板容器に前記蓋体を取り付けるステップと、前記基板容器に前記蓋体が取り付けられた後、前記第２の不活性ガス供給部から不活性ガスを供給して前記ロードロック室内を大気圧状態に切り替えるステップと、前記ロードロック室内が大気圧状態に切り替えられた後、前記第２の不活性ガス供給部からの不活性ガスの供給を停止し、前記搬入出口の前記開閉扉を開き、前記蓋体が取り付けられた前記基板容器を搬出するステップと、を実行するように制御信号を出力する制御部と、を備えたこと。このとき、前記制御部は、前記ロードロック室内を大気圧状態に切り替えるステップの実行中、前記基板容器内の圧力が前記ロードロック室内の圧力よりも高い状態に維持されるように、前記第１の不活性ガス供給部及び前記第２の不活性ガス供給部からの不活性ガスの供給量を調節すること。
（ｅ）前記蓋体着脱機構は、前記基板容器の前記蓋体に連結されるラッチキーを備え、前記ラッチキーを介して前記蓋体を保持すること。
（ａ）前記搬入出口は、前記ロードロック室本体の天井面に設けられ、前記昇降機構は、前記搬入出口を介して前記基板容器の搬入出が行われる高さ位置まで前記載置台を上昇させること。
（ｂ）前記ロードロック室内の真空排気を実行する真空排気部を備え、前記ロードロック室内に前記基板容器を搬入してから、前記蓋体着脱機構により前記基板容器の前記蓋体を取り外すまでの期間中、前記基板容器内の圧力を前記ロードロック室内の圧力よりも高い状態に維持するため、前記ロードロック室内が前記大気圧状態よりも低く、前記真空圧状態以上の圧力状態となるように前記真空排気部による真空排気を行うこと。さらに、前記基板容器内に不活性ガスを供給する不活性ガス供給部を備え、前記ロードロック室内に前記基板容器を搬入してから、前記蓋体着脱機構により前記基板容器の前記蓋体を取り外すまでの期間中、前記基板容器内の圧力を前記ロードロック室内の圧力よりも高い状態に維持するため、前記不活性ガス供給部より前記基板容器内に不活性ガスを供給すること。
（ｃ）前記基板容器内に不活性ガスを供給する不活性ガス供給部を備え、前記蓋体着脱機構により前記基板容器の前記蓋体が取り外されている期間中、前記不活性ガス供給部より前記基板容器内に不活性ガスを供給すること。
（ｄ）前記基板容器内に不活性ガスを供給する第１の不活性ガス供給部と、前記ロードロック室内に不活性ガスを供給する第２の不活性ガス供給部を備え、ロードロック室内の圧力の切り替えを実行する圧力切替機構と、真空状態である前記ロードロック室内にて、前記蓋体が取り外された前記基板容器からの基板の出し入れが行われた後、前記仕切弁を閉じ、前記ロードロック室を前記真空搬送室から切り離すステップと、次いで、前記第１の不活性ガス供給部より前記基板容器に不活性ガスを供給しながら前記蓋体着脱機構により前記基板容器に前記蓋体を取り付けるステップと、前記基板容器に前記蓋体が取り付けられた後、前記第２の不活性ガス供給部から不活性ガスを供給して前記ロードロック室内を大気圧状態に切り替えるステップと、前記ロードロック室内が大気圧状態に切り替えられた後、前記第２の不活性ガス供給部からの不活性ガスの供給を停止し、前記搬入出口の前記開閉扉を開き、前記蓋体が取り付けられた前記基板容器を搬出するステップと、を実行するように制御信号を出力する制御部と、を備えたこと。このとき、前記制御部は、前記ロードロック室内を大気圧状態に切り替えるステップの実行中、前記基板容器内の圧力が前記ロードロック室内の圧力よりも高い状態に維持されるように、前記第１の不活性ガス供給部及び前記第２の不活性ガス供給部からの不活性ガスの供給量を調節すること。
（ｅ）前記蓋体着脱機構は、前記基板容器の前記蓋体に連結されるラッチキーを備え、前記ラッチキーを介して前記蓋体を保持すること。
また、本発明の基板処理システムは、上述のロードロック装置と、
前記連通口を介して前記ロードロック室に接続され、基板の搬送を実行する基板搬送機構が設けられた真空搬送室と、
前記真空搬送室に接続され、前記基板搬送機構により搬送された基板の処理を実行する基板処理室と、を備えたことを特徴とする。
当該基板処理システムは、前記真空搬送室に接続され、前記基板処理室で処理された基板を前記ロードロック室内の前記基板容器に戻す前に、基板の冷却を行う冷却室を備えてもよい。
前記連通口を介して前記ロードロック室に接続され、基板の搬送を実行する基板搬送機構が設けられた真空搬送室と、
前記真空搬送室に接続され、前記基板搬送機構により搬送された基板の処理を実行する基板処理室と、を備えたことを特徴とする。
当該基板処理システムは、前記真空搬送室に接続され、前記基板処理室で処理された基板を前記ロードロック室内の前記基板容器に戻す前に、基板の冷却を行う冷却室を備えてもよい。
本発明は、基板容器に対する蓋体の着脱を実行する蓋体着脱機構と、基板容器からの基板の出し入れが行われる真空搬送室への連通口とが上下に並べて配置されているので、共通の昇降機構を用いて基板容器を昇降させるだけで、蓋体着脱機構に対向する高さ位置と、連通口に対向する高さ位置とに基板容器を移動させることができる。
本発明の実施の形態として、処理対象のウエハＷを所定枚数、例えば２５枚収容した基板容器であるＦＯＵＰ６の搬入出が行われるロードロック装置であるロードロックモジュール２を備えたウエハ処理システム（基板処理システム）１の例について図１、図２を参照しながら説明する。図１に示すように、ウエハ処理システム１は、実施の形態に係る複数のロードロックモジュール２と、真空圧状態下でウエハＷの搬送が行われる真空搬送室を成す真空搬送モジュール１１と、ウエハＷに処理を施すための処理室を備える処理モジュールＰＭ１〜ＰＭ４と、を備えている。ＦＯＵＰ６の搬入出位置から見て、これらのモジュールは、ロードロックモジュール２、真空搬送モジュール１１、処理モジュールＰＭ１〜ＰＭ４の順に並んでおり、隣り合うモジュール同士はゲートバルブＧ１、Ｇ２を介して気密に接続されている。
ロードロックモジュール２は、真空搬送モジュール１１の１つの側壁面に横方向に並べて、例えば３個設けられている。これらロードロックモジュール２は、その内部にＦＯＵＰ６全体を搬入して、大気圧状態と真空圧状態とを切り替え、真空搬送モジュール１１へのウエハＷの出し入れを行うことが可能な構成となっているが、その詳細な構成については後述する。
図１に示すように真空搬送モジュール１１は、概略の平面形状が多角形状に形成されていることにより、複数のロードロックモジュール２や処理モジュールＰＭ１〜ＰＭ４などが接続される側壁面を備え、その内部は真空雰囲気となっている。既述の３個のロードロックモジュール２が設けられている面を手前側としたとき、手前側から見て左右の両側壁面、及び後方側の側壁面には、処理モジュールＰＭ１〜ＰＭ４や、これら処理モジュールＰＭ１〜ＰＭ４にて処理された後のウエハＷの冷却を行うための冷却モジュールＣＭが接続される。真空搬送モジュール１１内には、ロードロックモジュール２や各処理モジュールＰＭ１〜ＰＭ４、冷却モジュールＣＭ間でウエハＷの搬送を行うウエハ搬送機構（基板搬送機構）１２が設けられている。
図１、図２に示すように、ウエハ搬送機構１２は、伸縮自在な例えば２本の搬送アーム１２１を備え、これらの搬送アーム１２１は鉛直軸周りに回転自在な基体部１２２に支持されている。この基体部１２２は、横移動レール１２３を備えたスライダー１２４上に設けられており、不図示の移動機構により横移動レール１２３に沿って、手前側から見て左右方向に移動できる。さらに当該スライダー１２４は、真空搬送モジュール１１の床面に配置された前後移動レール１２５上に設けられ、不図示の移動機構により真空搬送モジュール１１内を前後方向に移動できる。これらの構成により、各搬送アーム１２１は、３個のロードロックモジュール２、及び各処理モジュールＰＭ１〜ＰＭ４、冷却モジュールＣＭ内に進入して、これらのモジュール２、ＰＭ１〜ＰＭ４、ＣＭとの間でウエハＷの受け渡しを行うことが可能となっている。
さらに真空搬送モジュール１１は、その内部の真空排気を行い、真空搬送モジュール１１内を予め設定された圧力の真空圧状態に維持するための、不図示の真空排気機構に接続されている。
さらに真空搬送モジュール１１は、その内部の真空排気を行い、真空搬送モジュール１１内を予め設定された圧力の真空圧状態に維持するための、不図示の真空排気機構に接続されている。
処理モジュールＰＭ１〜ＰＭ４は、真空圧状態の処理室内にウエハＷを配置し、処理ガスを供給して、ウエハＷに対する処理を行う。処理の種類としては、成膜ガスを用いてウエハＷの表面に成膜を行う成膜処理や、アニールガスの供給雰囲気下で成膜処理後のウエハＷの加熱処理を行うアニール処理、エッチングガスを用いてウエハＷの表面に成膜された薄膜をエッチングするエッチング処理、アッシングガスを用いてウエハＷの表面の不要なレジスト膜などを除去するアッシング処理などが挙げられる。処理モジュールＰＭ１〜ＰＭ４には、必要に応じて、処理ガスの供給機構や処理ガスの反応性を向上させるためのプラズマ化機構、ウエハＷの載置台や、載置台上のウエハＷの加熱を行う加熱機構などが設けられる。
真空搬送モジュール１１に接続される処理モジュールＰＭ１〜ＰＭ４は、ウエハＷに対して互いに種類の異なる処理を行うものであってもよいし、共通の種類の処理を行うものであってもよい。異なる処理が行われる処理モジュールＰＭ１〜ＰＭ４では、ＦＯＵＰ６から取り出されたウエハＷは、予め設定された順序で各処理モジュールＰＭ１〜ＰＭ４間を搬送されて複数の処理が実行され、必要な全ての処理を実施されたウエハＷがＦＯＵＰ６に戻される。このとき、処理時間などの要請に応じて、一部、または全ての処理の処理モジュールＰＭ１〜ＰＭ４を複数組ずつ設けてもよい。
また、全ての処理モジュールＰＭ１〜ＰＭ４にて共通の種類の処理が行われる場合には、ＦＯＵＰ６から取り出されたウエハＷは所定の処理モジュールＰＭ１〜ＰＭ４に搬送されて並列に処理が行われた後、ＦＯＵＰ６に戻される。
また、全ての処理モジュールＰＭ１〜ＰＭ４にて共通の種類の処理が行われる場合には、ＦＯＵＰ６から取り出されたウエハＷは所定の処理モジュールＰＭ１〜ＰＭ４に搬送されて並列に処理が行われた後、ＦＯＵＰ６に戻される。
さらに真空搬送モジュール１１に対しては、冷却モジュールＣＭを接続してもよい。処理モジュールＰＭ１〜ＰＭ４内にて実行される処理には、ウエハＷの温度上昇を伴うものがあり、この場合には、処理後のウエハＷは、ＦＯＵＰ６にて受け入れ可能な温度に冷却してから戻す必要がある。一方で、各処理モジュールＰＭ１〜ＰＭ４や真空搬送モジュール１１内は、高度の真空圧状態に維持されているため、これらのモジュールＰＭ１〜ＰＭ４、１１を搬送されている期間中にウエハＷの温度が殆ど低下しない場合がある。冷却モジュールＣＭは、このような場合にウエハＷの冷却を専用に行う。
例えば冷却モジュールＣＭは、冷却室内に、１枚のウエハＷが載置される載置台、または複数枚のウエハＷが一枚ずつ載置される複数段の載置棚を備え、これら載置台や載置棚の各棚段には、載置されたウエハＷを冷却する冷却機構が設けられている。冷却機構は、載置台や棚段の内部に冷媒を通流させる流路を設けてウエハＷの冷却を行う方式でもよいし、ペルチェ素子などを用いてウエハＷの冷却を行ってもよい。既述の処理モジュールＰＭ１〜ＰＭ４や真空搬送モジュール１１と同程度の真空圧状態下では、冷却機構によるウエハＷの冷却を迅速に行うことが困難な場合には、ゲートバルブＧ２を閉じた後、冷却モジュールＣＭ内に圧力調整用のガスを供給したり、ウエハＷと載置台、棚段との隙間に伝熱用のガスを通流させたりしてもよい。
以上に説明した処理モジュールＰＭ１〜ＰＭ４、冷却モジュールＣＭの他、真空搬送モジュール１１には、ＦＯＵＰ６から取り出されたウエハＷを各処理モジュールＰＭ１〜ＰＭ４に搬入する前に、各ウエハＷの中心位置や周方向の向きの位置合わせを行うアラインメント室（不図示）を接続してもよい。アラインメント室を真空搬送モジュール１１に接続する場合には、これらの位置合わせは真空雰囲気下で行われる。また、真空搬送モジュール１１内に直接アライメント機構を設けてもよい。
次いで、上述の構成を備えたウエハ処理システム１に接続されるロードロックモジュール２の詳細な構成について説明する。既述のように、真空搬送モジュール１１の前面に例えば３個設けられているロードロックモジュール２は互いに共通の構成を備えている。図１において、３個のロードロックモジュール２のうち、右側の図はロードロックモジュール２の横断平面図を示し、真ん中、及び左側のロードロックモジュール２は上面側からの外観平面図を示している。
図１、図２に示すようにロードロックモジュール２は、その内部空間がロードロック室となるロードロック室本体２１と、ロードロック室内でＦＯＵＰ６を上下方向に移動させるための昇降機構３と、ＦＯＵＰ６の側面に設けられた蓋体６２の着脱を行うための蓋体着脱機構４とを備える。
図１、図２に示すようにロードロックモジュール２は、その内部空間がロードロック室となるロードロック室本体２１と、ロードロック室内でＦＯＵＰ６を上下方向に移動させるための昇降機構３と、ＦＯＵＰ６の側面に設けられた蓋体６２の着脱を行うための蓋体着脱機構４とを備える。
ロードロック室本体２１は、その内部にＦＯＵＰ６を搬入し、且つ、搬入されたＦＯＵＰ６を上下方向に移動させることが可能な内部空間を有する直方体形状の筐体として構成されている。ロードロック室本体２１の側面には、真空搬送モジュール１１内に設けられたウエハ搬送機構１２の搬送アーム１２１を伸長させたとき、当該搬送アーム１２１をロードロック室本体２１内に進入させることが可能な高さ位置に連通口２１１が開口している。連通口２１１は、仕切弁であるゲートバルブＧ１を介して真空搬送モジュール１１側の開口と接続され、このゲートバルブＧ１の開閉により、ロードロック室本体２１及び真空搬送モジュール１１の内部雰囲気を互いに連通させ、また切り離すことができる。
ロードロック室本体２１の上面には、ＦＯＵＰ６の搬入出が行われる搬入出口２１２が開口している。本例のウエハ処理システム１が配置される工場の天井部には、図１に示す３個のロードロックモジュール２の並び方向に沿って、ＦＯＵＰ６の搬送を行うＯＨＴ（Overhead Hoist Transport）のレール（不図示）が配置されている。図９に示すように、ＯＨＴはＦＯＵＰ６の上面に設けられたフランジ部６１を把持部８（ＯＨＴの本体部側は不図示）にて把持してＦＯＵＰ６を搬送することができる。この結果、ＯＨＴは、上記レールに沿って搬送してきたＦＯＵＰ６を各ロードロック室本体２１の搬入出口２１２に向けて降下させ、また搬入出口２１２を介して受け取ったＦＯＵＰ６を持ち上げて、次の搬送先へ向けて搬送することができる。
さらにロードロック室本体２１の上面側には、搬入出口２１２を開閉するための開閉扉２２が設けられている。開閉扉２２はロードロック室本体２１の上面に固定されたヒンジ部２２１に取り付けられ、当該ヒンジ部２２１内に設けられた不図示の駆動機構により、当該ヒンジ部２２１を中心軸とした中心軸周りに回動自在に構成されている。この開閉扉２２により、ロードロック室本体２１の内部空間は、ＦＯＵＰ６の搬入出時に、上方のＯＨＴへ向けて搬入出口２１２を開放する開放状態（図１の左側のロードロックモジュール２参照）と、搬入出口２１２により搬入出口２１２を閉じて、外部雰囲気からロードロック室本体２１を区画する密閉状態（図１の中央のロードロックモジュール２、及び図２参照）とに切り替えられる。
ロードロック室本体２１内に設けられた昇降機構３は、既述の連通口２１１に対向するロードロック室本体２１の内側壁面に沿って設けられると共に、上下方向に伸びるように配置された昇降レール３３と、不図示の昇降機構により駆動され、昇降レール３３に沿って上下方向に移動可能な昇降板３２と、この昇降板３２によって下面側から支持され、その上面側にＦＯＵＰ６が載置される載置台３１とを備える。
載置台３１の上面には、ＦＯＵＰ６の底面に設けられた不図示の位置決め孔に嵌合し、着脱自在な蓋体６２側の面を連通口２１１へ向けてＦＯＵＰ６を保持するための例えば３個の位置決めピン３１１が設けられている。
昇降板３２は、昇降レール３３の上端部側から、下端部側までの領域を自由に昇降することが可能であり、搬入出口２１２を介して載置台３１上にＦＯＵＰ６を受け取り、またＯＨＴ（把持部８）によって載置台３１上のＦＯＵＰ６が持ち上げられる高さ位置と、蓋体着脱機構４による蓋体６２の着脱が実行される高さ位置と、ＦＯＵＰ６内のウエハＷの出し入れが行われる高さ位置とを含む予め設定された高さ位置に、載置台３１を移動させることができる。
昇降板３２は、昇降レール３３の上端部側から、下端部側までの領域を自由に昇降することが可能であり、搬入出口２１２を介して載置台３１上にＦＯＵＰ６を受け取り、またＯＨＴ（把持部８）によって載置台３１上のＦＯＵＰ６が持ち上げられる高さ位置と、蓋体着脱機構４による蓋体６２の着脱が実行される高さ位置と、ＦＯＵＰ６内のウエハＷの出し入れが行われる高さ位置とを含む予め設定された高さ位置に、載置台３１を移動させることができる。
図２に示すように載置台３１には、ＦＯＵＰ６内にパージ用の窒素ガスを供給するためのパージガス供給ライン５０３が接続されている。パージガス供給ライン５０３の下流端は、載置台３１の上面に設けられた不図示のコネクタ部に接続されている。一方でパージガス供給ライン５０３の上流側は、開閉バルブＶ３を介して、工場の窒素ガス供給ラインなどからなる窒素供給源５１に接続されている。
ここで一般的なＦＯＵＰ６の底面には、例えばバルブを有した２つの開口部（不図示）が設けられている。この開口部はフィルタを介してＦＯＵＰ６内の雰囲気と外部の雰囲気とを連通し、ＦＯＵＰ６の内外の圧力をバランスさせるように作用する。
本例の載置台３１にＦＯＵＰ６を載置すると、前述のパージガス供給ライン５０３のコネクタ部が２つの開口部の一方側に接続され、ＦＯＵＰ６内にパージガスとして窒素ガスを供給することができる構成となっている（便宜上、図２、図１１〜図１８には、パージガス供給ライン５０３の下流端がＦＯＵＰ６内に挿入された状態にて図示してある）。２つの開口部の他方は、不図示の排気ラインへ接続され、ＦＯＵＰ６内の気体を外部へ排出することができる構成となっている。
ロードロック室本体２１内に配設されたパージガス供給ライン５０３や、ＦＯＵＰ６の排気ラインは、可撓性の配管部材などにより構成され、昇降レール３３上のいずれの位置においても、載置台３１へのパージガスの供給、排気を行うことができる。パージガス供給ライン５０３は、ＦＯＵＰ６に不活性ガスを供給する不活性ガス供給部（第１の不活性ガス供給部）に相当する。
ロードロック室本体２１内に配設されたパージガス供給ライン５０３や、ＦＯＵＰ６の排気ラインは、可撓性の配管部材などにより構成され、昇降レール３３上のいずれの位置においても、載置台３１へのパージガスの供給、排気を行うことができる。パージガス供給ライン５０３は、ＦＯＵＰ６に不活性ガスを供給する不活性ガス供給部（第１の不活性ガス供給部）に相当する。
さらに、ロードロック室本体２１内には、既述の連通口２１１と上下方向に並ぶ位置、例えば連通口２１１の下方側位置に、蓋体着脱機構４が配置されている。蓋体着脱機構４は、ＦＯＵＰ６の側面に設けられた蓋体６２の着脱を実行する着脱部４１と、当該着脱が実行される着脱位置と、この着脱位置から後退した後退位置との間で着脱部４１を図２において横方向に移動させる駆動部４２とを備える。
ここで、真空圧状態に切り替えられるロードロックモジュール２内では、一般的に利用されている真空吸着式の蓋体着脱機構を採用することが困難である。そこで、本例のロードロックモジュール２は、ラッチキー４１１を用いて蓋体６２の着脱を行うメカラッチ方式の蓋体着脱機構４が設けられている。
ここで、真空圧状態に切り替えられるロードロックモジュール２内では、一般的に利用されている真空吸着式の蓋体着脱機構を採用することが困難である。そこで、本例のロードロックモジュール２は、ラッチキー４１１を用いて蓋体６２の着脱を行うメカラッチ方式の蓋体着脱機構４が設けられている。
図３は、蓋体６２、及びＦＯＵＰ６２を正面側から見た一部破断図であり、図４、図５はＦＯＵＰ６に対する蓋体６２の固定機構６３の拡大図である。
蓋体６２は、ＦＯＵＰ６の正面側に形成された開口に嵌合可能な、四角形の板状の部材として構成されている。蓋体６２は内部が中空になっており、その内部には、蓋体６２をＦＯＵＰ６に対して固定した状態と、この固定を解除した状態との切り替えを行う固定機構６３が内蔵されている。
蓋体６２は、ＦＯＵＰ６の正面側に形成された開口に嵌合可能な、四角形の板状の部材として構成されている。蓋体６２は内部が中空になっており、その内部には、蓋体６２をＦＯＵＰ６に対して固定した状態と、この固定を解除した状態との切り替えを行う固定機構６３が内蔵されている。
図３に示すように本例の蓋体６２を正面側から見たとき、固定機構６３は、蓋体６２の左右２箇所に設けられている。各固定機構６３は、蓋体６２の高さ方向のほぼ中央部に配置され、中心周りに回動可能に設けられた円板状のディスク板６３１と、このディスク板６３１から上下方向に向けて延設されたロックプレート６３４とを備える。
各ディスク板６３１には、その周方向に沿って２本の溝カム６３２が設けられている。各溝カム６３２は、螺旋の一部を切り取った形状に形成され、一端側の位置（図４にて、後述の連結ピン６３５が挿入されている位置）から、他端側の位置（図５にて、前記連結ピン６３５が挿入されている位置）に向けて、ディスク板６３１の中心からの径方向の距離が短くなっている。
上下の各ロックプレート６３４の基端部（ディスク板６３１の側の端部）には連結ピン６３５が取り付けられ、各連結ピン６３５は対応する溝カム６３２内に挿入されている。これら連結ピン６３５は、例えば蓋体６２の互いに対向する内側面に形成された不図示の溝内に挿入され、上下方向に移動自在に保持されている。
上下の各ロックプレート６３４の基端部（ディスク板６３１の側の端部）には連結ピン６３５が取り付けられ、各連結ピン６３５は対応する溝カム６３２内に挿入されている。これら連結ピン６３５は、例えば蓋体６２の互いに対向する内側面に形成された不図示の溝内に挿入され、上下方向に移動自在に保持されている。
ディスク板６３１の正面側には、一対の突起体６３３が設けられている。図４に示すように、固定機構６３によって蓋体６２が固定された状態において、一対の突起体６３３は、ほぼ水平な方向を向いている。一方で図３に示すように、蓋体６を正面から見たとき、前記突起体６３３が配置されている位置には、後述する着脱部４１側のラッチキー４１１を挿入するための鍵穴６２０が設けられている。ラッチキー４１１は、これら突起体６３３の間に嵌合可能な向きで鍵穴６２０に挿入される。
さらに図３に示すように、各ロックプレート６３４が配置されている領域のＦＯＵＰ６の上下の内壁面には、これらロックプレート６３４の上端部、下端部を嵌合させることが可能な嵌合穴６０１が設けられている。
さらに図３に示すように、各ロックプレート６３４が配置されている領域のＦＯＵＰ６の上下の内壁面には、これらロックプレート６３４の上端部、下端部を嵌合させることが可能な嵌合穴６０１が設けられている。
図６は、蓋体着脱機構４を構成する着脱部４１における、蓋体６２との対向面を示している。当該対向面には、蓋体６２側に形成されている鍵穴６２０に対応する位置に、既述の一対の突起体６３３の間に嵌合可能な形状のラッチキー４１１が設けられている。ラッチキー４１１は、着脱部４１に設けられている不図示の駆動機構により、前記突起体６３３の間に嵌合する向き（図４）と、これら突起体６３３の間に嵌合した状態で、反時計回りに９０°回転した向き（図５）との間を回転自在に構成されている。
さらに着脱部４１には、四角形状の蓋体６２（図６中、破線で示してある）の四隅に対応する位置に、蓋体６２を安定した状態で保持するための押圧ピン４１２が設けられている。図７に示すように各押圧ピン４１２は、板状の着脱部４１を貫通するように設けられている。押圧ピン４１２の後端側にはガイド部４１３が設けられ、ガイド部４１３は、着脱部４１の背面側に固定されたカバー体４１５内に挿入されている。これらガイド部４１３とカバー体４１５の内壁面との間には、ばね４１４が介挿され、押圧ピン４１２は着脱部４１の前記対向面から突出する方向へ向けて付勢されている。
着脱部４１は、上述の対向面を蓋体６２側へ向けた状態で支持部４２１に支持され、この支持部４２１を介して駆動部４２に連結されている。
着脱部４１は、上述の対向面を蓋体６２側へ向けた状態で支持部４２１に支持され、この支持部４２１を介して駆動部４２に連結されている。
上述の構成を備えた着脱部４１を用いてＦＯＵＰ６に対する蓋体６２の着脱を行う動作について簡単に説明しておく。図１１に示すように、載置台３１上に載置されたＦＯＵＰ６の蓋体６２を着脱部４１に対向する高さ位置まで降下させ、駆動部４２により着脱部４１を着脱位置までＦＯＵＰ６側へ前進させると、蓋体６２側の鍵穴６２０に着脱部４１側のラッチキー４１１が挿入される。
鍵穴６２０を介して蓋体６の内部に進入したラッチキー４１１は、一対の突起体６３３の間に嵌合した状態となる（図４）。しかる後、着脱部４１側の不図示の駆動機構により、ラッチキー４１１を中心軸周りに反時計回りの方向へ回転させると、突起体６３３を介してディスク板６３１がラッチキー４１１と同軸に反時計回りに回転する。この結果、溝カム６３２に案内された連結ピン６３５がディスク板６３１の径方向内側へ向けて移動する動作（図５）に対応して、上下のロックプレート６３４の先端部が、ＦＯＵＰ６側の嵌合穴６０１から抜き出される。しかる後、着脱部４１を後退位置まで後退させると、ＦＯＵＰ６から蓋体６２が取り外される。
着脱部４１に保持された蓋体６２に対しては、四隅の押圧ピン４１２によって、着脱部４１の対向面から遠ざかる方向へ押し戻される力が働く一方、当該蓋体６２は、鍵穴６２０内に挿入されたラッチキー４１１によって係止されている。これら押圧ピン４１２及びラッチキー４１１から受ける力が釣り合うことにより、ＦＯＵＰ６から取り外された蓋体６２は、着脱部４１によって安定した状態で保持される。
取り外された蓋体６２の装着は、上述の動作の反対の手順により実行される。
取り外された蓋体６２の装着は、上述の動作の反対の手順により実行される。
ここで図２に示すように、蓋体６２の着脱を実行する着脱部４１の上端（蓋体６２に対向する対向面の上端）は、連通口２１１を介してロードロック室本体２１内に進入してくる搬送アーム１２１の進入経路（ウエハＷの搬送経路）よりも下方側に設定されている。
さらに図２に示すように、ロードロック室本体２１にはロードロック室本体２１の内部の真空排気を行う排気ライン５０２、及びロードロック室本体２１内に不活性ガスである窒素ガスを供給する窒素供給ライン５０１が接続されている。排気ライン５０２の下流側には、開閉バルブＶ２を介して真空排気部５２が接続されている。また、窒素供給ライン５０１の上流側には、開閉バルブＶ１を介して窒素供給源５１が接続されている。
ウエハＷの表面に形成される集積回路の微細化に伴い、ウエハＷの周囲の水分子や酸素分子などが回路特性に与える影響が大きくなり、ある処理を行ってから次の処理を行うまでに許容される最大の待ち時間であるＱタイム（Queuing Time）が短くなる傾向にある。しかしながらＱタイムが過度に短くなると、工場内でのウエハＷの処理スケジュールの制約が大きくなってしまうため、上述の水分子や酸素分子などの影響を抑える必要が生じている。そこで本例のロードロックモジュール２では、ロードロック室本体２１に不活性ガスである窒素ガスを供給することにより、処理モジュールＰＭ１〜ＰＭ４による処理を終えたウエハＷを収容したＦＯＵＰ６も不活性ガスである窒素ガスで満たすようにしている。これにより、ウエハＷの周囲の水分子や酸素分子の濃度を低減してＱタイムの短時間化を抑えている。
窒素供給ライン５０１、排気ライン５０２や真空排気部５２などは、ロードロックモジュール２内の圧力の切り替えを実行する圧力切替機構に相当し、窒素供給ライン５０１は当該圧力切替機構に設けられた第２の不活性ガス供給部に相当する。なお、図２、図１１〜図１８以外の図においては、窒素供給ライン５０１、排気ライン５０２、パージガス供給ライン５０３、窒素供給源５１や真空排気部５２などの記載は省略してある。
また図１、図２に示すように、ウエハ処理システム１には制御部７が設けられている。制御部７は不図示のＣＰＵ（Central Processing Unit）と記憶部とを備えたコンピュータからなり、この記憶部には上述したロードロックモジュール２、真空搬送モジュール１１、処理モジュールＰＭ１〜ＰＭ４や冷却モジュールＣＭの各動作を実行させる制御信号を出力するためのステップ（命令）群が組まれたプログラムが記録されている。このプログラムは、例えばハードディスク、コンパクトディスク、マグネットオプティカルディスク、メモリカードなどの記憶媒体に格納され、そこから記憶部にインストールされる。
以上に説明した構成を備えるロードロックモジュール２の作用について図８〜図１８を参照しながら説明する。図８はロードロックモジュール２へのＦＯＵＰ６の搬入から、ＦＯＵＰ６内のウエハＷを処理してＦＯＵＰ６を搬出するまでの動作に係る工程図であり、図９〜図１８は各動作時におけるロードロックモジュール２の作用図である。
初めに、処理対象のウエハＷを収容したＦＯＵＰ６が工場内のＯＨＴによって搬送され、当該ＦＯＵＰ６が搬入されるロードロックモジュール２の上方位置に到達する。このとき、ロードロックモジュール２は、搬入出口２１２を開放状態とし、昇降機構３は載置台３１を搬入出口２１２付近の高さ位置まで上昇させて待機し、ＯＨＴは、当該載置台３１へ向けてＦＯＵＰ６を降下させる（図９）。またこのとき、ゲートバルブＧ１は閉状態となっていてロードロックモジュール２は真空搬送モジュール１１から切り離されている。
初めに、処理対象のウエハＷを収容したＦＯＵＰ６が工場内のＯＨＴによって搬送され、当該ＦＯＵＰ６が搬入されるロードロックモジュール２の上方位置に到達する。このとき、ロードロックモジュール２は、搬入出口２１２を開放状態とし、昇降機構３は載置台３１を搬入出口２１２付近の高さ位置まで上昇させて待機し、ＯＨＴは、当該載置台３１へ向けてＦＯＵＰ６を降下させる（図９）。またこのとき、ゲートバルブＧ１は閉状態となっていてロードロックモジュール２は真空搬送モジュール１１から切り離されている。
ＦＯＵＰ６が載置台３１上に載置されて、位置決めピン３１１によって所定の位置に保持されると、ＯＨＴは把持部８によるフランジ部６１の把持を解除して、把持部８を上方側へ退避させる（図８のＰ１、図１０）。しかる後、蓋体６２が設けられているＦＯＵＰ６の側面が蓋体着脱機構４の着脱部４１に対向する高さ位置まで載置台３１を降下させて、ＦＯＵＰ６をロードロックモジュール２内に搬入すると共に、開閉扉２２により搬入出口２１２を閉じて密閉状態とする（図８のＰ２、図１１）。
次いで、着脱部４１を着脱位置まで前進させ、図４、図５を用いて説明した手法により蓋体６２の固定を解除する動作を実行する（図１２）。
ここで、開閉扉２２を開いた際に、搬入出口２１２を介してウエハ処理システム１の載置雰囲気と連通するロードロック室本体２１の内部は、ＦＯＵＰ６内と比較してパーティクルが多い状態となっているおそれがある。この状態で蓋体６２を取り外したとき、ＦＯＵＰ６内の圧力がロードロック室本体２１内の圧力よりも低くなっていると、ＦＯＵＰ６内にパーティクルが進入し、ウエハＷを汚染する可能性もある。このような状態の発生を抑えるため、本例のロードロックモジュール２は、ＦＯＵＰ６内の圧力がロードロック室本体２１内の圧力よりも高い状態に維持されるように圧力調節を行うことができる。
ここで、開閉扉２２を開いた際に、搬入出口２１２を介してウエハ処理システム１の載置雰囲気と連通するロードロック室本体２１の内部は、ＦＯＵＰ６内と比較してパーティクルが多い状態となっているおそれがある。この状態で蓋体６２を取り外したとき、ＦＯＵＰ６内の圧力がロードロック室本体２１内の圧力よりも低くなっていると、ＦＯＵＰ６内にパーティクルが進入し、ウエハＷを汚染する可能性もある。このような状態の発生を抑えるため、本例のロードロックモジュール２は、ＦＯＵＰ６内の圧力がロードロック室本体２１内の圧力よりも高い状態に維持されるように圧力調節を行うことができる。
具体的な手法としては、図１１に示すように排気ライン５０２の開閉弁Ｖ２を開き、真空排気部５２を作動させて、ロードロック室本体２１内の圧力を大気圧状態よりも少し低い減圧状態（真空圧状態以上の圧力）に調節する。また、同図に示すように、パージガス供給ライン５０３の開閉弁Ｖ３を開き、ＦＯＵＰ６内にパージガスを導入する一方、不図示の排気ラインからの排気量を調節して、ＦＯＵＰ６内の圧力がロードロック室本体２１内の圧力よりも高くなるように調節してもよい。
これらの手法は、いずれか一方を採用してもよいし、両方を採用してもよい。
これらの手法は、いずれか一方を採用してもよいし、両方を採用してもよい。
このように、ＦＯＵＰ６の内部と、ロードロック室本体２１の内部との間に圧力差が形成される場合には、着脱部４１により蓋体６２の固定を解除すると、着脱位置から後退させる方向に着脱部４１を押し戻す力が働く。
この着脱部４１を移動させる駆動部４２の駆動機構がエアーシリンダなどにより構成されている場合には、この当該着脱部４１を押し戻す力（ＦＯＵＰ６内の圧力）が、予め設定された値となったことを条件として、着脱部４１を後退させる構成としてもよい。また駆動部４２の駆動機構がリニアモータなどにより構成されている場合には、エンコーダなどを用いた位置制御により、ＦＯＵＰ６と蓋体６２との隙間が僅かに開いた位置にて停止させ、ＦＯＵＰ６からロードロック室本体２１内へ向けて流れる気流を形成してもよい。
この着脱部４１を移動させる駆動部４２の駆動機構がエアーシリンダなどにより構成されている場合には、この当該着脱部４１を押し戻す力（ＦＯＵＰ６内の圧力）が、予め設定された値となったことを条件として、着脱部４１を後退させる構成としてもよい。また駆動部４２の駆動機構がリニアモータなどにより構成されている場合には、エンコーダなどを用いた位置制御により、ＦＯＵＰ６と蓋体６２との隙間が僅かに開いた位置にて停止させ、ＦＯＵＰ６からロードロック室本体２１内へ向けて流れる気流を形成してもよい。
上述の圧力調節を行った後、着脱部４１を後退位置まで後退させてＦＯＵＰ６から蓋体６２を取り外す（図８のＰ３、図１３）。その後、真空排気部５２による排気量を増加させて、真空搬送モジュール１１と連通可能な真空圧状態までロードロック室本体２１の内部（ロードロック室）の真空排気を実行する（図８のＰ４、図１４）。
上記ロードロックモジュール２内の真空排気と並行して、蓋体６２が取り外されたＦＯＵＰ６の側面が連通口２１１に対向した状態となる高さ位置まで載置台３１を上昇させる。詳細には、昇降機構３はＦＯＵＰ６から最初に取り出されるウエハＷが保持されたスロット（不図示）に向けて、搬送アーム１２１を進入させることが可能な高さ位置にＦＯＵＰ６を位置させる（図１４）。
真空排気が完了し、ロードロック室本体２１の内部（ロードロック室内）が予め設定した圧力の真空圧状態となったら、真空排気部５２による真空排気を継続しながら、ゲートバルブＧ１を開き、ロードロックモジュール２と真空搬送モジュール１１とを連通させる。そして、搬送アーム１２１をロードロックモジュール２内に進入させ、当該搬送アーム１２１をＦＯＵＰ６の内部に挿入してウエハＷを取り出す（図８のＰ５、図１５）。
例えば、ＦＯＵＰ６内の上下方向に棚段状に形成されたスロットの最上段から下方側へ向けてウエハＷを取り出していく場合、１枚目のウエハＷが取り出されると、昇降機構３はＦＯＵＰ６をスロット１段分だけ上昇させる。このＦＯＵＰ６へ搬送アーム１２１を挿入して２枚目のウエハＷを取り出し、これらの動作を繰り返すことにより、順次、ウエハＷを取り出していく（図１６）。
ＦＯＵＰ６から取り出されたウエハＷは、真空搬送モジュール１１内に搬入され、アラインメント機構により位置合わせが行われた後、処理モジュールＰＭ１〜ＰＭ４に搬入されて所定の処理が実行される。処理モジュールＰＭ１〜ＰＭ４にて処理が行われたウエハＷは、必要な場合は冷却モジュールＣＭにて冷却された後、ロードロックモジュール２内で待機しているＦＯＵＰ６に戻される（図８のＰ５）。ここで制御部７は、各ウエハＷと、これらウエハＷを保持するＦＯＵＰ６内のスロットとの対応関係を記憶しており、処理後のウエハＷをＦＯＵＰ６に戻す際に、そのウエハＷが保持されていたスロットに戻るように、昇降機構３によってＦＯＵＰ６を昇降させる制御を行う。
これらウエハＷの出し入れ動作において、本実施の形態のロードロックモジュール２は、連通口２１１の下方側に配置されている着脱部４１（蓋体着脱機構４）の上端が、搬送アーム１２１の進入経路（ウエハＷの搬送経路）よりも下方側に配置され、着脱部４１と搬送アーム１２１とが干渉しない構成となっている。この結果、ウエハＷの搬送経路から着脱部４１を退避させる独自の昇降機構を設けなくても、共通の昇降機構３のみを用いてＦＯＵＰ６を移動させるだけで、蓋体６２の着脱やウエハＷの出し入れを行うことができる。
また、ＦＯＵＰ６から蓋体６２を取り外し、ウエハＷの出し入れ動作を行っている期間中もパージガス供給ライン５０３からＦＯＵＰ６へのパージガスの供給動作は継続されている（図１３〜図１６）。パージガスの供給を継続することにより、処理後のウエハＷから発生するガスによる、処理前のウエハＷのクロスコンタミネーションを防止することが可能となる。
蓋体６２を取り外した状態において、ＦＯＵＰ６は、真空圧状態となっているロードロック室本体２１の内部と連通した状態となっている。この結果、大気圧状態下でウエハＷの搬入出を行う場合と比較して、ウエハＷに成膜された膜や処理に用いた処理ガスの飽和蒸気圧の関係から、処理後のウエハＷからのガスの発生が起こりやすくなる場合がある（真空昇華）。蓋体６２を取り外した状態でのＦＯＵＰ６内へのパージガスの供給の継続は、このようにガスの発生しやすい条件下でのウエハＷの出し入れに有効である。
蓋体６２を取り外した状態において、ＦＯＵＰ６は、真空圧状態となっているロードロック室本体２１の内部と連通した状態となっている。この結果、大気圧状態下でウエハＷの搬入出を行う場合と比較して、ウエハＷに成膜された膜や処理に用いた処理ガスの飽和蒸気圧の関係から、処理後のウエハＷからのガスの発生が起こりやすくなる場合がある（真空昇華）。蓋体６２を取り外した状態でのＦＯＵＰ６内へのパージガスの供給の継続は、このようにガスの発生しやすい条件下でのウエハＷの出し入れに有効である。
全てのウエハＷの処理が完了してＦＯＵＰ６に全てのウエハＷが戻されたら、ゲートバルブＧ１を閉じ、ＦＯＵＰ６内へのパージガスの供給を継続したまま、着脱部４１と対向する位置までＦＯＵＰ６を降下させる。しかる後、着脱部４１を着脱位置まで移動させて、ＦＯＵＰ６に蓋体６２を取り付ける（図８のＰ６、図１７）。そして、真空排気を停止すると共に、窒素供給ライン５０１よりロードロック室本体２１内に窒素ガスを導入して、当該ロードロック室本体２１内の圧力を大気圧状態にする（図１８）。
また、蓋体６２を閉じる際にＦＯＵＰ６内へのパージガスの供給を継続し、このとき不図示の排気ラインからの排気量を調節することにより、ＦＯＵＰ６内の圧力をロードロック室本体２１の内部の圧力よりも高い状態に維持することができる。そして、ＦＯＵＰ６内の圧力がロードロック室本体２１内の圧力よりも高い状態が維持されるように、これらの空間への窒素ガスの供給流量を調節する。しかる後、ロードロック室本体２１の内部が大気圧状態となり、ＦＯＵＰ６内の圧力が大気圧よりも少し高い圧力状態（ＦＯＵＰ６に過大な応力が加わらない程度の圧力状態）となったら、ロードロック室本体２１内へのパージガスの導入を停止する（図８のＰ７）。パージガス供給ライン５０３からのＦＯＵＰ６内への窒素ガスの導入は、ロードロック室本体２１内へのパージガスの導入停止に合わせて停止してもよいし、ロードロック室本体２１への導入停止前、あるいはＦＯＵＰ６が搬出された後に停止してもよい。
これらの操作の結果、ＦＯＵＰ６内は窒素ガスで満たされ、ウエハＷの周囲の水分子や酸素分子濃度が低い状態となる。
ここで真空圧状態のＦＯＵＰ６内に窒素ガスを供給することにより、例えば空気によりロードロック室本体２１内の圧力を大気圧状態に調節し、蓋体６２を閉じてからＦＯＵＰ６内を窒素ガス雰囲気に置換する場合と比べて、効率よく窒素ガスの充てんを行うことができる。
ここで真空圧状態のＦＯＵＰ６内に窒素ガスを供給することにより、例えば空気によりロードロック室本体２１内の圧力を大気圧状態に調節し、蓋体６２を閉じてからＦＯＵＰ６内を窒素ガス雰囲気に置換する場合と比べて、効率よく窒素ガスの充てんを行うことができる。
ＦＯＵＰ６内、及びロードロック室本体２１内が所定の圧力状態となったら、開閉扉２２を開いて搬入出口２１２を開放状態とする。しかる後、ＯＨＴへの受け渡し位置までＦＯＵＰ６を上昇させると、ＯＨＴの把持部８によってＦＯＵＰ６のフランジ部６１が把持され、ＦＯＵＰ６が持ち上げられることにより搬出動作が完了する（図８のＰ８）。なお、開閉扉２２を開放する際にロードロックモジュール２内から窒素ガスが流出することを抑えるため、ＦＯＵＰ６に蓋体６２を取り付けた後、さらにロードロックモジュール２内を空気で置換してもよい。また、搬入出口２１２にエアカーテンを形成して大気（空気）とロードロックモジュール２内の窒素ガス雰囲気とを隔絶してもよい。
本実施の形態に係るロードロックモジュール２によれば以下の効果がある。ＦＯＵＰ６に対する蓋体６２の着脱を実行する蓋体着脱機構４と、ＦＯＵＰ６からのウエハＷの出し入れが行われる真空搬送モジュール１１への連通口２１１とが上下に並べて配置されているので、共通の昇降機構３を用いてＦＯＵＰ６を昇降させるだけで、蓋体着脱機構４に対向する高さ位置と、連通口２１１に対向する高さ位置とにＦＯＵＰ６を移動させることができる。
この結果、蓋体着脱機構４に独自の昇降機構を設けて連通口２１１から退避させる動作を行わなくても昇降機構３のみを利用して、蓋体６２の着脱動作、及びＦＯＵＰ６からのウエハＷの出し入れを行うことが可能となる。
さらに搬入出口２１２がロードロックモジュール２の天井面に開口していることにより、昇降機構３によるＦＯＵＰ６の昇降動作を利用して、蓋体６２の着脱、ウエハＷの出し入れに加え、ロードロックモジュール２に対するＦＯＵＰ６の搬入出動作も実行することができる。
さらに搬入出口２１２がロードロックモジュール２の天井面に開口していることにより、昇降機構３によるＦＯＵＰ６の昇降動作を利用して、蓋体６２の着脱、ウエハＷの出し入れに加え、ロードロックモジュール２に対するＦＯＵＰ６の搬入出動作も実行することができる。
但し、ＦＯＵＰ６の搬入出はロードロックモジュール２の天井面側の搬入出口２１２を介して行う場合に限定されない。例えば、図１に示す左右両脇のロードロックモジュール２については、各々左側、右側の側壁面にも搬入出口２１２を設け、ＡＧＶ（Automated Guided Vehicle）など、工場内の床面上を移動する搬送機構により搬送されてきたＦＯＵＰ６を受け入れ可能な構成としてもよい。また図１において、昇降機構３が設けられているロードロックモジュール２の側壁面を前後方向に引出し可能、且つ、鉛直方向に伸びる回転軸周りに回転自在に構成し、各ロードロックモジュール２の前面側から搬送されてきたＦＯＵＰ６を載置台３１上に載置することが可能な構成としてもよい。
図１９、図２０は、蓋体６２を取り外した後の開口部にノズル３４１を挿入し、当該開口部を介してＦＯＵＰ６内にパージガスである窒素ガスを供給するパージガス供給部（不活性ガス供給部）の一例を示している。図２０に示すように、載置台３１の左右両側面には、鉛直軸方向に伸びるようにパージガス供給管３４２が延設され、各パージガス供給管３４２の高さ方向に沿って、複数本のノズル３４１が互いに間隔を開けて設けられている。パージガス供給管３４２の基端部には、パージガス供給管３４２を鉛直軸周りに回転させる回転駆動部３４３が設けられている。
図１９に示すように、ノズル３４１の平面形状は、パージガス供給管３４２を基端として、鉤状に屈曲した形状となっている。かかる構成を備えたパージガス供給部は、パージガス供給管３４２を鉛直軸周りに回転させることにより、パージガス供給時に、蓋体６２が取り外されたＦＯＵＰ６の開口部内にノズル３４１の先端を挿入した状態と、蓋体６２の取り付け時に開口部からノズル３４１を退避させた状態との間を移動させることができる。
さらに蓋体着脱機構４の配置位置については、図２などに示すように連通口２１１の下方側に配置する場合に限定されるものではない。例えば、蓋体着脱機構４を上下反転してロードロック室本体２１の天井面から吊り下げ、連通口２１１の上方側に蓋体着脱機構４（着脱部４１）を配置する構成としてもよい。
ＣＭ 冷却モジュール
ＰＭ１〜ＰＭ４
処理モジュール
Ｗ ウエハ
１ ウエハ処理システム
１１ 真空搬送モジュール
１２ ウエハ搬送機構
１２１ 搬送アーム
２ ロードロックモジュール
２１ ロードロック室本体
２１１ 連通口
２１２ 搬入出口
３ 昇降機構
３１ 載置台
４ 蓋体着脱機構
４１１ ラッチキー
５０１ 窒素供給ライン
５０２ 排気ライン
５０３ パージガス供給ライン
５２ 真空排気部
６ ＦＯＵＰ
６２ 蓋体
６３ 固定機構
７ 制御部
ＰＭ１〜ＰＭ４
処理モジュール
Ｗ ウエハ
１ ウエハ処理システム
１１ 真空搬送モジュール
１２ ウエハ搬送機構
１２１ 搬送アーム
２ ロードロックモジュール
２１ ロードロック室本体
２１１ 連通口
２１２ 搬入出口
３ 昇降機構
３１ 載置台
４ 蓋体着脱機構
４１１ ラッチキー
５０１ 窒素供給ライン
５０２ 排気ライン
５０３ パージガス供給ライン
５２ 真空排気部
６ ＦＯＵＰ
６２ 蓋体
６３ 固定機構
７ 制御部
Claims (10)
- 真空圧状態下で基板の搬送が行われる真空搬送室に対して、仕切弁により開閉される連通口を介して接続され、内部の圧力を大気圧状態と、真空圧状態とに切り替え可能なロードロック室を備えたロードロック装置であって、
複数の基板を収容し、着脱自在な蓋体が側面に設けられた基板容器の搬入出が行われる搬入出口と、この搬入出口を開閉する開閉扉とを備え、側面に前記連通口が形成されたロードロック室本体と、
前記ロードロック室内の、前記連通口と上下方向に並ぶ高さ位置に設けられ、前記基板容器に対する前記蓋体の着脱を実行する着脱位置と、この着脱位置から後退した後退位置との間を横方向に進退自在に構成された蓋体着脱機構と、
前記ロードロック室内に設けられ、前記基板容器が載置される載置台を備え、前記載置台に載置された前記基板容器の前記蓋体側の側面を、前記連通口に対向する高さ位置と、前記蓋体着脱機構に対向する高さ位置とに移動させるように、前記載置台を昇降させる昇降機構と、を備えたことを特徴とするロードロック装置。 - 前記搬入出口は、前記ロードロック室本体の天井面に設けられ、前記昇降機構は、前記搬入出口を介して前記基板容器の搬入出が行われる高さ位置まで前記載置台を上昇させることを特徴とする請求項１に記載のロードロック装置。
- 前記ロードロック室内の真空排気を実行する真空排気部を備え、
前記ロードロック室内に前記基板容器を搬入してから、前記蓋体着脱機構により前記基板容器の前記蓋体を取り外すまでの期間中、前記基板容器内の圧力を前記ロードロック室内の圧力よりも高い状態に維持するため、前記ロードロック室内が前記大気圧状態よりも低く、前記真空圧状態以上の圧力状態となるように前記真空排気部による真空排気を行うことを特徴とする請求項１または２に記載のロードロック装置。 - 前記基板容器内に不活性ガスを供給する不活性ガス供給部を備え、
前記ロードロック室内に前記基板容器を搬入してから、前記蓋体着脱機構により前記基板容器の前記蓋体を取り外すまでの期間中、前記基板容器内の圧力を前記ロードロック室内の圧力よりも高い状態に維持するため、前記不活性ガス供給部より前記基板容器内に不活性ガスを供給することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一つに記載のロードロック装置。 - 前記基板容器内に不活性ガスを供給する不活性ガス供給部を備え、前記蓋体着脱機構により前記基板容器の前記蓋体が取り外されている期間中、前記不活性ガス供給部より前記基板容器内に不活性ガスを供給することを特徴とする請求項１または２に記載のロードロック装置。
- 前記基板容器内に不活性ガスを供給する第１の不活性ガス供給部と、
前記ロードロック室内に不活性ガスを供給する第２の不活性ガス供給部を備え、ロードロック室内の圧力の切り替えを実行する圧力切替機構と、
真空状態である前記ロードロック室内にて、前記蓋体が取り外された前記基板容器からの基板の出し入れが行われた後、前記仕切弁を閉じ、前記ロードロック室を前記真空搬送室から切り離すステップと、次いで、前記第１の不活性ガス供給部より前記基板容器に不活性ガスを供給しながら前記蓋体着脱機構により前記基板容器に前記蓋体を取り付けるステップと、前記基板容器に前記蓋体が取り付けられた後、前記第２の不活性ガス供給部から不活性ガスを供給して前記ロードロック室内を大気圧状態に切り替えるステップと、前記ロードロック室内が大気圧状態に切り替えられた後、前記第２の不活性ガス供給部からの不活性ガスの供給を停止し、前記搬入出口の前記開閉扉を開き、前記蓋体が取り付けられた前記基板容器を搬出するステップと、を実行するように制御信号を出力する制御部と、を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載のロードロック装置。 - 前記制御部は、前記ロードロック室内を大気圧状態に切り替えるステップの実行中、前記基板容器内の圧力が前記ロードロック室内の圧力よりも高い状態に維持されるように、前記第１の不活性ガス供給部及び前記第２の不活性ガス供給部からの不活性ガスの供給量を調節することを特徴とする請求項６に記載のロードロック装置。
- 前記蓋体着脱機構は、前記基板容器の前記蓋体に連結されるラッチキーを備え、前記ラッチキーを介して前記蓋体を保持することを特徴とする請求項１ないし７のいずれか一つに記載のロードロック装置。
- 請求項１ないし８のいずれか一つに記載のロードロック装置と、
前記連通口を介して前記ロードロック室に接続され、基板の搬送を実行する基板搬送機構が設けられた真空搬送室と、
前記真空搬送室に接続され、前記基板搬送機構により搬送された基板の処理を実行する基板処理室と、を備えたことを特徴とする基板処理システム。 - 前記真空搬送室に接続され、前記基板処理室で処理された基板を前記ロードロック室内の前記基板容器に戻す前に、基板の冷却を行う冷却室を備えたことを特徴とする請求項９に記載の基板処理システム。
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