JP2017188642A - 搬送装置、洗浄装置および基板搬送方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 スループットを向上させることができる搬送装置、洗浄装置および基板搬送方法を提供する。
【解決手段】搬送装置は、基板を把持するように構成された基板把持機構と、前記基板が３以上の洗浄モジュール間で順に搬送されるよう、前記基板把持機構を搬送する搬送機構と、を備え、前記搬送機構は、前記基板が前記基板把持機構からいずれかの洗浄モジュールに投入された後、前記３以上の洗浄モジュールのうちの第１洗浄モジュールが第１基板を洗浄中であり、かつ、前記第１洗浄モジュールとは搬送順が連続しない第２洗浄モジュールが第２基板を洗浄中である場合に、前記第１洗浄モジュールおよび前記第２洗浄モジュールのうち早く洗浄が終了する洗浄モジュールと対応する待機位置に前記基板把持機構を待機させる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、搬送機構、洗浄装置および基板搬送方法に関し、特に半導体ウェハなどの基板を平坦に研磨するために用いられる基板処理装置に適用し得る搬送装置、洗浄装置および基板搬送方法に関する。

近年、半導体デバイスの高集積化が進むにつれて回路の配線が微細化し、配線間距離もより狭くなりつつある。半導体デバイスの製造では、シリコンウェハの上に多くの種類の材料が膜状に繰り返し形成され、積層構造が形成される。この積層構造を形成するためには、ウェハの表面を平坦にする技術が重要となっている。このようなウェハの表面を平坦化する一手段として、化学機械研磨（ＣＭＰ）を行う研磨装置（化学的機械的研磨装置ともいう）が広く用いられている。

この化学機械研磨（ＣＭＰ）装置は、一般に、研磨パッドが取り付けられた研磨テーブルと、ウェハを保持するトップリングと、研磨液を研磨パッド上に供給するノズルとを備えている。ノズルから研磨液を研磨パッド上に供給しながら、トップリングによりウェハを研磨パッドに押し付け、さらにトップリングと研磨テーブルとを相対移動させることにより、ウェハを研磨してその表面を平坦にする。

基板処理装置は、このようなＣＭＰ装置に加え、研磨後のウェハを洗浄し、さらに乾燥させる機能を有する装置である。このような基板処理装置においては、基板処理のスループットを向上することが求められている。

国際公開第２００７／０９９９７６号

本発明は、以上のような点を考慮してなされたものである。本発明の目的は、スループットを向上させることができる搬送装置、洗浄装置および基板搬送方法を提供することにある。

本発明による搬送装置は、
基板を把持するように構成された基板把持機構と、
前記基板が３以上の洗浄モジュール間で順に搬送されるよう、前記基板把持機構を搬送する搬送機構と、を備え、
前記搬送機構は、前記基板が前記基板把持機構からいずれかの洗浄モジュールに投入された後、前記３以上の洗浄モジュールのうちの第１洗浄モジュールが第１基板を洗浄中であり、かつ、前記第１洗浄モジュールとは搬送順が連続しない第２洗浄モジュールが第２基板を洗浄中である場合に、前記第１洗浄モジュールおよび前記第２洗浄モジュールのうち早く洗浄が終了する洗浄モジュールと対応する待機位置に前記基板把持機構を待機させる。

本発明によれば、早く洗浄が終了する洗浄モジュールと対応する待機位置に前もって基板把持機構を待機させるため、スループットが向上する。

本発明による洗浄装置は、
３以上の洗浄モジュールと、
基板を把持するように構成された基板把持機構と、
前記基板が前記３以上の洗浄モジュール間で順に搬送されるよう、前記基板把持機構を搬送する搬送機構と、を備え、
前記搬送機構は、前記基板が前記基板把持機構からいずれかの洗浄モジュールに投入された後、前記３以上の洗浄モジュールのうちの第１洗浄モジュールが第１基板を洗浄中であり、かつ、前記第１洗浄モジュールとは搬送順が連続しない第２洗浄モジュールが第２基板を洗浄中である場合に、前記第１洗浄モジュールおよび前記第２洗浄モジュールのうち早く洗浄が終了する洗浄モジュールと対応する待機位置に前記基板把持機構を待機させる。

本発明による基板搬送方法は、
基板を３以上の洗浄モジュール間で順に搬送する基板搬送方法であって、
基板把持機構から基板をいずれかの洗浄モジュールに投入することと、
前記３以上の洗浄モジュールのうちの第１洗浄モジュールが第１基板を洗浄中であり、かつ、前記第１洗浄モジュールとは搬送順が連続しない第２洗浄モジュールが第２基板を洗浄中である場合に、前記第１洗浄モジュールおよび前記第２洗浄モジュールのうち早く洗浄が終了する洗浄モジュールと対応する待機位置に前記基板把持機構を待機させることと、を備える。

本発明によれば、スループットを向上させることができる。

図１は、本発明の一実施の形態における基板処理装置の全体構成を示す平面図である。 図２は、図１に示す基板処理装置を洗浄部側から見た側面図である。 図３は、第１ウェハステーションの内部構成を示す分解斜視図である。 図４は、洗浄部の第１洗浄ユニットの洗浄部搬送機構を示す斜視図である。 図５は、第２ウェハ把持機構が上段のチャックコマにて基板を把持した状態を示す斜視図である。 図６は、第２ウェハ把持機構が下段のチャックコマにて基板を把持した状態を示す斜視図である。 図７Ａは、第２ウェハ把持機構の動作を説明するための模式図である。 図７Ｂは、第２ウェハ把持機構の動作を説明するための模式図である。 図７Ｃは、第２ウェハ把持機構の動作を説明するための模式図である。 図７Ｄは、第２ウェハ把持機構の動作を説明するための模式図である。 図７Ｅは、第２ウェハ把持機構の動作を説明するための模式図である。 図８Ａは、各洗浄モジュールにて複数のウェハを並行して洗浄する場合の洗浄部搬送機構の動作の一例を説明するための模式図である。 図８Ｂは、各洗浄モジュールにて複数のウェハを並行して洗浄する場合の洗浄部搬送機構の動作の一例を説明するための模式図である。 図８Ｃは、各洗浄モジュールにて複数のウェハを並行して洗浄する場合の洗浄部搬送機構の動作の一例を説明するための模式図である。 図８Ｄは、各洗浄モジュールにて複数のウェハを並行して洗浄する場合の洗浄部搬送機構の動作の一例を説明するための模式図である。 図８Ｅは、各洗浄モジュールにて複数のウェハを並行して洗浄する場合の洗浄部搬送機構の動作の一例を説明するための模式図である。 図８Ｆは、各洗浄モジュールにて複数のウェハを並行して洗浄する場合の洗浄部搬送機構の動作の一例を説明するための模式図である。 図８Ｇは、各洗浄モジュールにて複数のウェハを並行して洗浄する場合の洗浄部搬送機構の動作の一例を説明するための模式図である。 図８Ｈは、各洗浄モジュールにて複数のウェハを並行して洗浄する場合の洗浄部搬送機構の動作の一例を説明するための模式図である。 図８Ｉは、各洗浄モジュールにて複数のウェハを並行して洗浄する場合の洗浄部搬送機構の動作の一例を説明するための模式図である。 図９は、洗浄部搬送機構３２ａの処理動作を説明するフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明および以下の説明で用いる図面では、同一に構成され得る部分について、同一の符号を用いるとともに、重複する説明を省略する。

図１は本発明の一実施形態による基板処理装置の全体構成を示す平面図であり、図２は図１に示す研磨装置を洗浄部側から見た側面図である。図１及び図２に示すように、本実施形態における基板処理装置１０は、平面視略矩形状のハウジングを備えており、ハウジングの内部は隔壁によってロード／アンロード部１１と研磨部１２と洗浄部１３と搬送部１４とに区画されている。これらのロード／アンロード部１１、研磨部１２、洗浄部１３、および搬送部１４は、それぞれ独立に組み立てられ、独立に排気されるものである。また、基板処理装置１０には、ロード／アンロード部１１、研磨部１２、洗浄部１３、および搬送部１４の動作を制御する制御部１５（制御盤ともいう）が設けられている。

＜ロード／アンロード部＞
ロード／アンロード部１１は、多数のウェハ（基板）Ｗをストックするウェハカセットを載置する複数（図示された例では４つ）のフロントロード部１１３を備えている。これらのフロントロード部１１３は、基板処理装置１０の幅方向（長手方向と垂直な方向）に隣接して配列されている。フロントロード部１１３には、オープンカセット、ＳＭＩＦ（Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）ポッド、またはＦＯＵＰ（Ｆｒｏｎｔ Ｏｐｅｎｉｎｇ Ｕｎｉｆｉｅｄ Ｐｏｄ）を搭載することができる。ここで、ＳＭＩＦ、ＦＯＵＰは、内部にウェハカセットを収納し、隔壁で覆うことにより、外部空間とは独立した環境を保つことができる密閉容器である。

また、ロード／アンロード部１１には、フロントロード部１１３の配列方向に沿って走行機構１１２が敷設されており、この走行機構１１２上にフロントロード部１１３の配列方向に沿って移動可能な搬送ロボット１１１が設置されている。搬送ロボット１１１は走行機構１１２上を移動することによってフロントロード部１１３に搭載されたウェハカセットにアクセスできるようになっている。この搬送ロボット１１１は上下に２つのハンドを備えており、例えば、ウェハカセットにウェハＷを戻すときに上側のハンドを使用し、研磨前のウェハＷを搬送するときに下側のハンドを使用して、上下のハンドを使い分けることができるようになっている。

ロード／アンロード部１１は最もクリーンな状態を保つ必要がある領域であるため、ロード／アンロード部１１の内部は、装置外部、研磨部１２、洗浄部１３、および搬送部１４のいずれよりも高い圧力に常時維持されている。また、搬送ロボット１１１の走行機構１１２の上方には、ＨＥＰＡフィルタやＵＬＰＡフィルタなどのクリーンエアフィルタを有するフィルタファンユニット（図示せず）が設けられており、このフィルタファンユニットによりパーティクルや有毒蒸気、ガスが除去されたクリーンエアが常時下方に向かって吹き出している。

＜搬送部＞
搬送部１４は、研磨前のウェハをロード／アンロード部１１から研磨部１２へと搬送する領域であり、基板処理装置１０の長手方向に沿って延びるように設けられている。図１に示すように、搬送部１４は、最もクリーンな領域であるロード／アンロード部１１と最もダーティな領域である研磨部１２の両方に隣接して配置されている。そのため、研磨部１２内のパーティクルが搬送部１４を通ってロード／アンロード部１１内に拡散しないように、後述するように、搬送部１４の内部にはロード／アンロード部１１側から研磨部１２側へと流れる気流が形成されている。

＜研磨部＞
図１に示すように、研磨部１２は、ウェハＷの研磨が行われる領域であり、第１研磨装置２１ａと第２研磨装置２１ｂとを有する第１研磨ユニット２０ａと、第３研磨装置２１ｃと第４研磨装置２１ｄとを有する第２研磨ユニット２０ｂと、搬送部１４と第１研磨ユニット２０ａおよび第２研磨ユニット２０ｂのそれぞれに隣接するように配置された研磨部搬送機構２２と、を有している。搬送部１４は、基板処理装置１０の幅方向において搬送部１４と第１研磨ユニット２０ａおよび第２研磨ユニット２０ｂとの間に配置されている。

第１研磨装置２１ａ、第２研磨装置２１ｂ、第３研磨装置２１ｃ、および第４研磨装置２１ｄは、基板処理装置１０の長手方向に沿って配列されている。

図１に示すように、第１研磨装置２１ａのトップリングは、トップリングヘッドのスイング動作により研磨位置と第１基板搬送位置ＴＰ１との間を移動し、第１研磨装置２１ａへのウェハの受け渡しは第１基板搬送位置ＴＰ１にて行われる。同様に、第２研磨装置２１ｂのトップリングは、トップリングヘッドのスイング動作により研磨位置と第２基板搬送位置ＴＰ２との間を移動し、第２研磨装置２１ｂへのウェハの受け渡しは第２基板搬送位置ＴＰ２にて行われ、第３研磨装置２１ｃのトップリングは、トップリングヘッドのスイング動作により研磨位置と第３基板搬送位置ＴＰ３との間を移動し、第３研磨装置２１ｃへのウェハの受け渡しは第３基板搬送位置ＴＰ３にて行われ、第４研磨装置２１ｄのトップリングは、トップリングヘッドのスイング動作により研磨位置と第４基板搬送位置ＴＰ４との間を移動し、第４研磨装置２１ｄへのウェハの受け渡しは第４基板搬送位置ＴＰ４にて行われる。

研磨部搬送機構２２は、第１研磨ユニット２０ａにウェハＷを搬送する第１搬送ユニット２４ａと、第２研磨ユニット２０ｂにウェハＷを搬送する第２搬送ユニット２４ｂと、第１搬送ユニット２４ａと第２搬送ユニット２４ｂとの間に配置され、搬送部１４と第１搬送ユニット２４ａおよび第２搬送ユニット２４ｂとの間のウェハの受け渡しを行う搬送ロボット２３とを有している。図示された例では、搬送ロボット２３は、基板処理装置１０のハウジングの略中央に配置されている。

＜洗浄部＞
図１及び図２に示すように、洗浄部１３は、研磨後のウェハを洗浄する領域であり、上下二段に配置された第１洗浄ユニット３０ａおよび第２洗浄ユニット３０ｂを有している。上述した搬送部１４は、第１洗浄ユニット３０ａと第２洗浄ユニット３０ｂとの間に配置されている。第１洗浄ユニット３０ａと搬送部１４と第２洗浄ユニット３０ｂとが上下方向に重なるように配列されているため、フットプリントが小さいという利点が得られる。

第１洗浄ユニット３０ａは、複数（図示された例では４つ）の洗浄モジュール３１１ａ、３１２ａ、３１３ａ、３１４ａと、ウェハステーション３３ａと、各洗浄モジュール３１１ａ〜３１４ａとウェハステーション３３ａとの間にてウェハＷを搬送する洗浄部搬送機構３２ａとを有している。複数の洗浄モジュール３１１ａ〜３１４ａとウェハステーション３３ａとは、基板処理装置１０の長手方向に沿って直列に配置されている。各洗浄モジュール３１１ａ〜３１４ａの上部には、クリーンエアフィルタを有するフィルタファンユニット（図示せず）が設けられており、このフィルタファンユニットによりパーティクルが除去されたクリーンエアが常時下方に向かって吹き出している。また、第１洗浄ユニット３０ａの内部は、研磨部１２からのパーティクルの流入を防止するために研磨部１２よりも高い圧力に常時維持されている。

同様に、第２洗浄ユニット３０ｂは、複数（図示された例では４つ）の洗浄モジュール３１１ｂ、３１２ｂ、３１３ｂ、３１４ｂと、ウェハステーション３３ｂと、各洗浄モジュール３１１ｂ〜３１４ｂとウェハステーション３３ｂとの間にてウェハＷを搬送する洗浄部搬送機構３２ｂとを有している。複数の洗浄モジュール３１１ｂ〜３１４ｂとウェハステーション３３ｂとは、基板処理装置１０の長手方向に沿って直列に配置されている。各洗浄モジュール３１１ｂ〜３１４ｂの上部には、クリーンエアフィルタを有するフィルタファンユニット（図示せず）が設けられており、このフィルタファンユニットによりパーティクルが除去されたクリーンエアが常時下方に向かって吹き出している。また、第２洗浄ユニット３０ｂの内部は、研磨部１２からのパーティクルの流入を防止するために研磨部１２よりも高い圧力に常時維持されている。

図３は、ウェハステーション３３ａの内部構成を示す分解斜視図である。図３に示すように、ウェハステーション３３ａは、略直方体形状を有する筐体７１と、筐体７１の内部に配置され、ウェハＷを保持するステージ７２と、ステージ７２を上下移動させる駆動機構７５と、を有している。

このうち筐体７１は、底面板と、４つの側面板と、天面板とを有している。図３に示すように、４つの側面板のうち研磨部１２に対向する側面板の下端部には、研磨部１２に連通する搬入口７３が形成されている。搬入口７３は、不図示のシャッタにより開閉可能となっている。図３に示すように、研磨部１２の搬送ロボット２３は、搬入口７３から筐体７１の内側にアクセスすることができる。

また、４つの側面板のうち残りの３つの側面板（すなわち、後述する洗浄部搬送機構３２ａに対向する側面板および左右の側面板）の搬入口７３より高い高さ位置には、洗浄部搬送機構３２ａのアームを通過させるためのアーム通過用開口７４が形成されている。アーム通過用（ウェハ搬送用）開口７４は、不図示のシャッタにより開閉可能となっている。図３に示すように、第１洗浄ユニット３０ａの洗浄部搬送機構３２ａは、アーム通過用開口７４から筐体７１の内側にアクセス可能となっている。

駆動機構７５としては、例えばボールねじを用いたモータ駆動機構またはエアシリンダが用いられる。ステージ７２は、駆動機構７５の可動部に固定されており、駆動機構７５から与えられる動力により、搬入口７３に対向する高さ位置とアーム通過用（ウェハ搬送用）開口７４に対向する高さ位置との間を上下移動される（図３参照）。

ステージ７２の外周部には、４本のピン７６が上方に突き出すように設けられている。そのため、ステージ７２上に載せられるウェハＷは、その外周縁が４本のピン７６によりガイドされて位置決めされた状態で、ステージ７２上に支持されるようになっている。これらのピン７６は、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）やポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）などの樹脂から形成されている。

第２洗浄ユニット３０ｂの洗浄部搬送機構３２ｂは、第１洗浄ユニット３０ａの洗浄部搬送機構３２ａと同様の構成を有しているので、以下、第１洗浄ユニット３０ａの洗浄部搬送機構３２ａについて説明する。

図４は、第１洗浄ユニット３０ａの洗浄部搬送機構３２ａを示す斜視図である。図４に示すように、洗浄部搬送機構３２ａは、ウェハＷをそれぞれ把持する第１ウェハ把持機構６０１および第２ウェハ把持機構６０２と、第１ウェハ把持機構６０１および第２ウェハ把持機構６０２を複数の洗浄モジュール３１１ａ〜３１４ａの配列方向に沿って直線移動するアーム搬送機構６２と、を有している。すなわち、本実施の形態では、ウェハ把持機構６０１、６０２の数は、洗浄モジュール３１１ａ〜３１４ａの数より少なくなっている。

本実施の形態では、例えばウェハＷの清浄度に応じて第１ウェハ把持機構６０１と第２ウェハ把持機構６０２とを使い分けることができる。例えば、１次〜４次洗浄モジュール３１１ａ〜３１４ａのうち洗浄処理前半の１次洗浄モジュール３１１ａおよび２次洗浄モジュール３１２ａでは第１ウェハ把持機構６０１を使用し、洗浄処理後半の３次洗浄モジュール３１３ａおよび４次洗浄モジュール３１４ａでは第２ウェハ把持機構６０２を使用することで、洗浄処理後半のウェハＷが第１ウェハ把持機構６０１に接して汚染されることを防止できる。

第１ウェハ把持機構６０１は、より詳しくは、ウェハを把持する開閉可能な一対の第１アーム６１１と、一対の第１アーム６１１を上下移動させる第１上下移動機構６４１と、一対の第１アーム６１１を開閉方向と平行な回転軸６３１Ａを中心として回動させる第１回動機構６３１と、一対の第１アーム６１１を互いに近接する方向または互いに離間する方向に開閉する第１開閉機構６６１とを有している。

同様に、第２ウェハ把持機構６０２は、ウェハを把持する開閉可能な一対の第２アーム６１２と、一対の第２アーム６１２を上下移動させる第２上下移動機構６４２と、一対の第２アーム６１２を開閉方向と平行な回転軸６３２Ａを中心として回動させる第２回動機構６３２と、一対の第２アーム６１２を互いに近接する方向または互いに離間する方向に開閉する第２開閉機構６６２とを有している。

アーム搬送機構６２としては、例えばボールねじを用いたモータ駆動機構が用いられる。図４に示すように、アーム搬送機構６２のボールねじは、洗浄モジュール３１１ａ〜３１４ａの上方に洗浄モジュール３１１ａ〜３１４ａの配列方向に延びるように設けられている。

アーム搬送機構６２のボールねじには、メインフレーム６８が取り付けられている。メインフレーム６８は、アーム搬送機構６２のボールねじから下方に吊り下がるように取り付けられており、洗浄モジュール３１１ａ〜３１４ａの側面と対向するようになっている。アーム搬送機構６２のボールねじに連結されたモータの駆動により、メインフレーム６８は洗浄モジュール３１１ａ〜３１４ａの側面と対向したまま洗浄モジュール３１１ａ〜３１４ａの配列方向に沿って直線移動される。

図示された例では、メインフレーム６８は、奥行方向（洗浄モジュール３１１ａ〜３１４ａの配列方向および上下方向の両方に対して垂直な方向）の位置を調整するための奥行方向移動機構６７を有している。奥行方向移動機構６７としては、例えばラック・アンド・ピニオンを用いたモータ駆動機構が用いられる。奥行方向移動機構６７の駆動により、奥行方向におけるメインフレーム６８の位置が調整される。

第１上下移動機構６４１および第２上下移動機構６４２は、メインフレーム６８上に設けられている。第１上下移動機構６４１および第２上下移動機構６４２としては、例えばボールねじを用いたモータ駆動機構が用いられる。図４に示すように、第１上下移動機構６４１のボールねじは、メインフレーム６８の左端部において上下方向に延びるように取り付けられており、第２上下移動機構６４２のボールねじは、メインフレーム６８の右端部において上下方向に延びるように取り付けられている。

第１上下移動機構６４１のボールねじには、一対の第１アーム６１１を支持する第１サブフレーム６９１が取り付けられている。第１サブフレーム６９１は、メインフレーム６８の左側にメインフレーム６８と隣り合うように設けられており、洗浄モジュール３１１ａ〜３１４ａの側面と対向するようになっている。第１上下移動機構６４１のボールねじに連結されたモータの駆動により、第１サブフレーム６９１は上下方向に沿って直線移動される。

同様に、第２上下移動機構６４２のボールねじには、一対の第２アーム６１２を支持する第２サブフレーム６９２が取り付けられている。第２サブフレーム６９２は、メインフレーム６８の右側にメインフレーム６８隣り合うように設けられており、洗浄モジュール３１１ａ〜３１４ａの側面と対向できるようになっている。第２上下移動機構６４２のボールねじに連結されたモータの駆動により、第２サブフレーム６９２は上下方向に沿って直線移動される。

図５および図６に示すように、一対の第２アーム６１２には、ウェハＷの外周部に当接可能なチャックコマ６１２ａ、６１２ｂが上下二段に設けられている。例えば相対的に清浄度の高いウェハＷは上段のチャックコマ６１２ａにて保持され、相対的に清浄度の低いウェハを下段のチャックコマ６１２ｂにて保持されることで、下段のチャックコマ６１２ｂが清浄度の高いウェハＷに接触してこのウェハＷが汚染されることを防止できる。

次に、図７Ａ〜図７Ｅを参照して、一対の第２アーム６１２の動作の一例を説明する。上述したように各洗浄モジュールは、ウェハＷの洗浄中に外部に使用流体が飛散しないように筐体９１によって区画されており、筐体９１の側面にはアーム通過用開口９４が形成されている。アーム通過用開口９４には、開閉可能なシャッタ９７が設けられている。

洗浄後のウェハＷを筐体９１から取り出す場合には、図７Ａに示すように、先端が上向きに向けられた一対の第２アーム６１２は、アーム搬送機構６２の駆動より筐体９１に隣接する待機位置へと移動される。本実施の形態では、筐体９１のシャッタ９７が閉じられていても、一対の第２アーム６１２の先端を上向きに向けておくことで、一対の第２アーム６１２を筐体９１に隣接する待機位置へと移動させることができる。したがって、ウェハ取り出し作業の開始タイミングを早くすることができ、プロセス全体のスループットが向上させることができる。

次に、図７Ｂおよび図７Ｃに示すように、第２回動機構６３２の駆動により、一対の第２アーム６１２は、回転軸６３２Ａを中心として回動される。図示された例では、一対の第２アーム６１２は、側面視において回転軸６３２Ａを中心として時計回りに９０°回転され、一対の第２アーム６１２の先端は横向きに向けられる。

次に、図７Ｄに示すように、第２上下移動機構６４２の駆動により、一対の第２アーム６１２は、アーム通過用開口９４と同じ高さ位置まで上昇される。このとき、シャッタ９７が退避されアーム通過用開口９４が開けられる。

次に、図７Ｅに示すように、第２開閉機構６６２の駆動により、一対の第２アーム６１２は、互いに近接する方向に閉じられ、アーム通過用開口９４を通って筐体９１内側に挿入され、筐体９１内のウェハＷを把持する。そして、ウェハＷを把持した一対の第２アーム６１２は、アーム搬送機構６２の駆動より次の洗浄モジュールへと移動される。

洗浄前のウェハＷを筐体９１に搬入する場合には、図７Ａ〜図７Ｅに示す上述した動作が逆の順序で行われる。すなわち、図７Ｅに示すように、ウェハＷを把持した一対の第２アーム６１２は、アーム搬送機構６２の駆動よりアーム通過用開口９４を通って筐体９１内側に移動される。

次に、図７Ｅに示すように、第２開閉機構６６２の駆動により、一対の第２アーム６１２は、互いに離間する方向に開かれ、アーム通過用開口９４を通って筐体９１の外側に出される。

次に、図７Ｃに示すように、第２上下移動機構６４２の駆動により、一対の第２アーム６１２は、アーム通過用開口９４より低い高さ位置まで下降される。このとき、アーム通過用開口９４がシャッタ９７により、筐体９１の内側にウェハＷの洗浄処理が開始される。

次に、図７Ｂおよび図７Ａに示すように、第２回動機構６３２の駆動により、一対の第２アーム６１２は、回転軸６３２Ａを中心として回動される。図示された例では、一対の第２アーム６１２は、側面視において回転軸６３２Ａを中心として反時計回りに９０°回転され、一対の第２アーム６１２の先端は上向きに向けられる。そして、先端が上向きに向けられた一対の第２アーム６１２は、アーム搬送機構６２の駆動より次の洗浄モジュールへと移動される。本実施の形態では、第２回動機構６３２が一対の第２アーム６１２を先端が上向きになるように回動させる際に、第２上下移動機構６４２が一対の第２アーム６１２を下降させるため、一対の第２アーム６１２の上方に必要なスペースを削減できる。

各洗浄モジュール３１１ａ〜３１４ａおよび３１１ｂ〜３１４ｂでは複数のウェハＷを並行して洗浄することができる。図８Ａ〜図８Ｉを参照して、第１洗浄ユニット３０ａの１次〜３次洗浄モジュール３１１ａ〜３１３ａにて複数のウェハＷを並行して洗浄する場合の洗浄部搬送機構３２ａの動作を一例として説明する。

まず、図８Ａに示すように、１次洗浄モジュール３１１ａでは、シャッタ９７が閉じられて第２ウェハＷ２に対して第１段階の洗浄が行われており、２次洗浄モジュール３１２ａでは、第１ウェハＷ１に対する第２段階の洗浄が終了してアーム通過用開口９４が開いている状況を想定する。この場合、一対の第１アーム６１１は２次洗浄モジュール３１２ａに対する待機位置へと移動され、一対の第１アーム６１１の先端は横向きに向けられる。

そして、図８Ｂに示すように、一対の第１アーム６１１が互いに近接するように閉じられ、２次洗浄モジュール３１２ａ内の第１ウェハＷ１は、一対の第１アーム６１１により保持される。また、３次洗浄モジュール３１３ａのシャッタ９７が退避されてアーム通過用開口９４が開かれる。

次に、図８Ｃに示すように、一対の第１アーム６１１により保持された第１ウェハＷ１は、アーム通過用開口９４を通って、２次洗浄モジュール３１２ａから３次洗浄モジュール３１３ａへと移動される。

そして、図８Ｄに示すように、一対の第１アーム６１１は互いに離間するように開かれ、３次洗浄モジュール３１３ａの左右外側に出される。２次洗浄モジュール３１２ａでは乾燥を防止するためにシャッタ９７が閉じられる。

次に、図８Ｅに示すように、３次洗浄モジュール３１３ａのシャッタ９７が閉じられ、３次洗浄モジュール３１３ａにて第１ウェハＷ１に対する第３段階の洗浄が行われる。

次に、図８Ｆに示すように、１次洗浄モジュール３１１ａでの第２ウェハＷ２に対する第１段階の洗浄が終了すると、１次洗浄モジュール３１１ａのシャッタ９７が退避されてアーム通過用開口９４が開かれる。このとき、一対の第１アーム６１１は回動機構により回動され、一対の第１アーム６１１の先端が上向きに向けられる。

そして、図８Ｇに示すように、一対の第１アーム６１１は、シャッタ９７が閉じられた３次洗浄モジュール３１３ａおよび２次洗浄モジュール３１２ａを回避する（スキップする）ように移動され、１次洗浄モジュール３１１ａの待機位置へと配置される。

次に、図８Ｈに示すように、一対の第１アーム６１１は回動機構により回動され、一対の第１アーム６１１の先端が横向きに向けられる。そして、図８Ｉに示すように、一対の第１アーム６１１が互いに近接するように閉じられ、１次洗浄モジュール３１１ａ内の第２ウェハＷ２は、一対の第１アーム６１１により保持される。その後、一対の第１アーム６１１に保持された第２ウェハＷ２は、２次洗浄モジュール３１２ａへと搬送されて第２段階の洗浄が行われる。

以上のように本実施の形態では、各洗浄モジュール３１１ａ〜３１４ａおよび３１１ｂ〜３１４ｂにて複数のウェハＷを並行して洗浄することができるため、プロセス全体のスループットを向上させることができる。

ところで、洗浄モジュール間で、ウェハが必ずしも均等な時間間隔で搬送されるとは限らない。例えば、図８Ｅに示すように１次洗浄モジュール３１１ａおよび３次洗浄モジュール３１３ａにおいてウェハＷ２、Ｗ１がそれぞれ洗浄されている場合、ウェハＷ１、Ｗ２の洗浄開始タイミングや、１次洗浄モジュール３１１ａおよび３次洗浄モジュール３１３ａによる洗浄時間の違いによって、１次洗浄モジュール３１１ａによるウェハＷ２の洗浄が早く終了することもあるし、３次洗浄モジュール３１３ａによるウェハＷ１の洗浄が早く完了することもある。

図８Ｅにおいては、第１ウェハ把持機構６０１における第１アーム６１１が３次洗浄モジュール３１３ａにウェハＷ２を投入し、３次洗浄モジュール３１３ａの待機位置でそのまま待機している。そして、１次洗浄モジュール３１１ａによる洗浄が終了したことを受けて（図８Ｆ）、第１アーム６１１は１次洗浄モジュール３１１ａの待機位置へと配置されている（図８Ｇ）。

この場合、図８Ｆから図８Ｇまで第１アーム６１１が移動する間、ウェハＷ１の基板洗浄が終了しているにもかかわらず、ウェハＷ１を次の２次洗浄モジュール３１２ａに搬送させることができず、時間の無駄が生じる。よって、ウェハＷ１、Ｗ２が、搬送順が連続しない３次洗浄モジュール３１３ａ及び１次洗浄モジュール３１１ａで洗浄中である場合、先にウェハＷ２の洗浄が終了したのであれば、直ちに次の２次洗浄モジュール３１２ａで洗浄を開始できるのが望ましい。

そこで、本実施の形態では次のようにする。
図９は、洗浄部搬送機構３２ａの処理動作を説明するフローチャートである。図８Ｅに示すように、第１アーム６１１から３次洗浄モジュール３１３ａへウェハＷ１の投入が完了したこと（ステップＳ１）を前提とする。

その後、１次洗浄モジュール３１１ａがウェハＷ２を洗浄しつつ、１次洗浄モジュール３１１ａとは搬送順が連続しない３次洗浄モジュール３１３ａがウェハＷ１を洗浄する。ただし、２次洗浄モジュール３１２ａは洗浄を行っていない。すなわち、次に発生する動作は、１次洗浄モジュール３１１ａから２次洗浄モジュール３１２ａにウェハＷ２を搬送することか、３次洗浄モジュール３１３ａから他の装置（例えば４次洗浄モジュール３１４ａ）にウェハＷ１を搬送することである。

そこで、アーム搬送機構６２は、１次洗浄モジュール３１１ａおよび３次洗浄モジュール３１３ａのうち、いずれが早く洗浄を終了する見込みであるか予測する（ステップＳ２）。いずれが早く洗浄を終了するかは、例えば基板処理レシピに基づいて特定される。例えば、図１の制御部１５は基板処理レシピを把握していているので、いずれが早く洗浄を終了するのかを特定できる。そのため、アーム搬送機構６２は制御部１５からいずれが早く洗浄を終了するのかの通知を受けてもよい。あるいは、洗浄部搬送機構３２ａ自身が基板処理レシピに基づいて特定してもよい。

１次洗浄モジュール３１１ａが先に洗浄を終了する見込みである場合（ステップＳ２のＹＥＳ）、アーム搬送機構６２は第１アーム６１１を１次洗浄モジュール３１１ａの待機位置に移動させ、この位置で待機させる（ステップＳ３ａ）。そして、１次洗浄モジュール３１１ａが洗浄を終了すると（ステップＳ４ａのＹＥＳ）、直ちに第１アーム６１１が１次洗浄モジュール３１１ａからウェハＷ２を取り出す（ステップＳ５ａ）。

一方、３次洗浄モジュール３１３ａが先に洗浄を終了する見込みである場合（ステップＳ２のＮＯ）、アーム搬送機構６２は第１アーム６１１を３次洗浄モジュール３１３ａの待機位置で待機させる（ステップＳ３ｂ）。そして、３次洗浄モジュール３１３ａが洗浄を終了すると（ステップＳ４ｂのＹＥＳ）、直ちに第１アーム６１１が３次洗浄モジュール３１３ａからウェハＷ１を取り出す（ステップＳ５ｂ）。

このように、第１アーム６１１から３次洗浄モジュール３１３ａへのウェハ投入後、１次洗浄モジュール３１１ａおよび３次洗浄モジュール３１３ａによる洗浄が終了するのを待たず、前もって先に洗浄が終了する洗浄モジュールの待機位置で第１アーム６１１が待機する。そのため、洗浄が終了するとすぐにウェハの搬送を行うことができ、待ち時間が最小化されてスループットが向上する。

なお、本手法は、図８Ｅの状況以外にも適用可能である。例えば、３次洗浄モジュール３１３ａでウェハを洗浄している際に、１次洗浄モジュール３１１ａに別のウェハを投入した場合にも、１次洗浄モジュール３１１ａおよび３次洗浄モジュール３１３ａのうち早く洗浄が終了する洗浄モジュールの待機位置に第１アーム６１１を待機させることもできる。

また、４以上の洗浄モジュールに順にウェハを搬送して洗浄を行う場合、ある洗浄モジュールでウェハ洗浄中に、搬送順が連続しない他の洗浄モジュールにウェハを投入した後、最も早く洗浄が終了する洗浄モジュールの待機位置に、基板を把持するアームを待機させればよい。

なお、上述した実施の形態では、２次洗浄モジュール３３２ａでの洗浄前のウェハＷが一対の第１アーム６１１により把持されて搬送され、２次洗浄モジュール３３２ａでの洗浄後のウェハＷが一対の第２アーム６１２により把持されて搬送されたが、これに限定されない。例えば、１次洗浄モジュール３３１ａでの洗浄前のウェハＷが一対の第１アーム６１１により把持されて搬送され、１次洗浄モジュール３３１ａでの洗浄後のウェハＷが一対の第２アーム６１２により把持されて搬送されてもよいし、３次洗浄モジュール３３３ａでの洗浄前のウェハＷが一対の第１アーム６１１により把持されて搬送され、３次洗浄モジュール３３３ａでの洗浄後のウェハＷが一対の第２アーム６１２により把持されて搬送されてもよい。

なお、上述の実施形態では、ウェハを研磨する研磨装置を例に説明したが、本発明は研磨装置に限らず他の基板処理装置にも適用できるものである。例えば、複数の研磨ユニットを他の基板処理ユニット（例えば、めっき処理ユニットやＣＶＤユニットなどの成膜処理ユニット、ウェットエッチングユニットやドライエッチングユニットなど）に置き換え、研磨装置とは別の基板処理装置を構成してもよい。また、異なる複数の基板処理ユニットを組み合わせ、これらを所定の方向に並べて配置してもよい。

これまで本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、その技術的思想の範囲内において種々異なる形態にて実施されてよいことは言うまでもない。

１３ 洗浄部
６０１ 第１ウェハ把持機構
６０２ 第２ウェハ把持機構
６１１ 第１アーム
６１２ 第２アーム
６１２ａ、６１２ｂ チャックコマ
６２ アーム搬送機構
６３１ 第１回動機構
６３１Ａ 回転軸
６３２ 第２回動機構
６３２Ａ 回転軸
６４１ 第１上下移動機構
６４２ 第２上下移動機構
６６１ 第１開閉機構
６６２ 第２開閉機構
６７ 奥行方向移動機構
６８ メインフレーム
６９１ 第１サブフレーム
６９２ 第２サブフレーム
７１ 筐体
７２ ステージ
７３ 搬入口
７４ アーム通過用開口
７５ 駆動機構
７６ ピン
８１ 筐体
８２ ステージ
８３ 搬入口
８４ アーム通過用開口
８５ 駆動機構
８６ ピン
８７ シャッタ
９１ 筐体
９４ アーム通過用開口
９７ シャッタ

Claims (5)

1. 基板を把持するように構成された基板把持機構と、
   前記基板が３以上の洗浄モジュール間で順に搬送されるよう、前記基板把持機構を搬送する搬送機構と、を備え、
   前記搬送機構は、前記基板が前記基板把持機構からいずれかの洗浄モジュールに投入された後、前記３以上の洗浄モジュールのうちの第１洗浄モジュールが第１基板を洗浄中であり、かつ、前記第１洗浄モジュールとは搬送順が連続しない第２洗浄モジュールが第２基板を洗浄中である場合に、前記第１洗浄モジュールおよび前記第２洗浄モジュールのうち早く洗浄が終了する洗浄モジュールと対応する待機位置に前記基板把持機構を待機させることを特徴とする搬送装置。
2. 基板処理レシピに基づいて、前記第１洗浄モジュールおよび前記第２洗浄モジュールのうち早く洗浄が終了する洗浄モジュールが特定されることを特徴とする請求項１に記載の搬送装置。
3. 前記搬送機構は、前記第１洗浄モジュールおよび前記第２洗浄モジュールのいずれも基板の洗浄が終了する前に、前記第１洗浄モジュールおよび前記第２洗浄モジュールのうち早く洗浄が終了する洗浄モジュールと対応する待機位置に前記基板把持機構を待機させることを特徴とする請求項１または２に記載の搬送装置。
4. ３以上の洗浄モジュールと、
   基板を把持するように構成された基板把持機構と、
   前記基板が前記３以上の洗浄モジュール間で順に搬送されるよう、前記基板把持機構を搬送する搬送機構と、を備え、
   前記搬送機構は、前記基板が前記基板把持機構からいずれかの洗浄モジュールに投入された後、前記３以上の洗浄モジュールのうちの第１洗浄モジュールが第１基板を洗浄中であり、かつ、前記第１洗浄モジュールとは搬送順が連続しない第２洗浄モジュールが第２基板を洗浄中である場合に、前記第１洗浄モジュールおよび前記第２洗浄モジュールのうち早く洗浄が終了する洗浄モジュールと対応する待機位置に前記基板把持機構を待機させることを特徴とする洗浄装置。
5. 基板を３以上の洗浄モジュール間で順に搬送する基板搬送方法であって、
   基板把持機構から基板をいずれかの洗浄モジュールに投入することと、
   前記３以上の洗浄モジュールのうちの第１洗浄モジュールが第１基板を洗浄中であり、かつ、前記第１洗浄モジュールとは搬送順が連続しない第２洗浄モジュールが第２基板を洗浄中である場合に、前記第１洗浄モジュールおよび前記第２洗浄モジュールのうち早く洗浄が終了する洗浄モジュールと対応する待機位置に前記基板把持機構を待機させることと、を備えることを特徴とする基板搬送方法。