JP2018120905A - 真空搬送モジュール及び基板処理装置 - Google Patents
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Abstract
Description
例えば、前記搬送室のm個の側面のうち、側面A、側面B、側面C及び側面Dの4個の側面がこの順に隣接し、4個の側面A、側面B、側面C及び側面Dが処理室に接続可能である場合、
(1)側面A、側面B及び側面C、
(2)側面B、側面C及び側面D
の2組のうち少なくとも1組の3つの側面を第1側面、第2側面、第3側面と称し、当該第1側面、第2側面、第3側面が前記関係を満たしていればよい。前記搬送室のm個の側面のうち、5個以上の側面が隣接し、当該5個以上の側面が処理室に接続可能である場合も、同様であり、少なくとも1組の第1側面、第2側面、第3側面について、前記関係を満たしていればよい。
また、「処理室の平面視中心」とは、処理室の内部に設けられ、処理対象の基板を載置する、平面視円形状の載置台の平面視中心のことをいう。以下、「処理室の平面視中心」を単に「処理室の中心」ともいうことがある。
例えば、図1に示すように、α23がα12よりも小さい場合、前記搬送室11の中心Oと接続された前記第1処理室P1の中心R1とを結ぶ直線OR1と、前記搬送室の中心Oと接続された前記第2処理室P2の中心R2とを結ぶ直線OR2とが成す角度β12は、前記直線OR2と、前記搬送室11の中心Oと接続された前記第3処理室P3の中心R3とを結ぶ直線OR3とが成す角度β23よりも小さい。この場合、第2処理室P2と第3処理室P3との間隔は、第1処理室P1と第2処理室P2との間隔よりも大きくなる。
このように、第2側面と第3側面とが成す角度を第1側面と第2側面とが成す角度よりも小さくすることにより、第2処理室と第3処理室との間隔を大きくし、第1処理室と第2処理室との間隔を小さくすることができる。
このように、第2側面と第3側面とが成す角度を第1側面と第2側面とが成す角度よりも大きくすることにより、第1処理室と第2処理室との間隔を大きくし、第2処理室と第3処理室との間隔を小さくすることができる。
ここで、メンテナンス領域とは、基板処理装置のメンテナンス作業を行うための領域のことを意味し、装置の部品及び計測機器の交換、補修などが行われる領域である。メンテナンス作業としては、例えば、搬送室、搬送機構及び処理室の部品並びに計測機器、ゲートバルブGの弁体やOリングなどを定期的に交換・補修する作業などが挙げられる。
前記好ましい構成によれば、隣り合う処理室間の間隔が小さい2つの処理室が1つの処理室架台に搭載されていることにより、基板処理装置全体の処理室架台の数を減らすことができるため、基板処理装置の製造コストを下げることが可能である。そして、隣り合う処理室間の間隔を大きくした広い領域をメンテナンス領域とし、当該広いメンテナンス領域でメンテナンス作業を行うことにより、メンテナンス作業を効率的に行うことが可能となり、メンテナンス性に優れる。
かかる好ましい構成によれば、真空ポンプの設置台数を削減することができるため、必要なユーティリティー(例えば、電気、冷却水など)の接続の手間が省け、接続箇所の数を削減することができる。
1つの処理室架台に搭載されている処理室毎に異なる種類の処理が行われる場合、処理室毎に異なる処理ガス供給機構を設ける必要がある。しかし、本発明の前記好ましい構成によれば、同一種類の処理が行われる場合、1つの処理室架台に搭載されている2つの処理室に同一の処理ガス供給機構を設けることができるため、必要なユーティリティーの接続の手間が省け、基板処理装置の製造コストを削減することが可能である。
ここでいう処理室計測機器とは、処理室内部の温度、圧力、発光分析など処理室内部の状態を計測する機器のことをいう。
また、前記第2側面と前記第3側面とが成す角度が、前記第1側面と前記第2側面とが成す角度よりも大きいときは、第1処理室と第2処理室との間隔は、第2処理室と第3処理室との間隔よりも大きくなるため、処理室間の間隔が大きい第1処理室と第2処理室との間の領域がメンテナンス領域となる。このとき、前記第1処理室と前記第2処理室の側面のうち、第2処理室に対向する側の第1処理室の側面、及び、第2処理室に対向する側の第1処理室の側面が、当該メンテナンス領域に面することになる。
前記好ましい構成によれば、当該メンテナンス領域に面する処理室の側面に処理室計測機器が設けられているため、広いメンテナンス領域から処理室計測機器のメンテナンス作業(例えば、定期的な較正、消耗品の交換など)を行うため、メンテナンス作業を効率的に行うことが可能となり、メンテナンス性に優れる。
なお、説明の便宜上、各図に示す各部品の寸法や縮尺比は、実際のものとは異なる場合がある。
最初に、本発明の第1実施形態に係る基板処理装置100全体の構成について説明する。
図1は、本発明の第1実施形態に係る基板処理装置100の概略平面図である。
図1に示すように、本実施形態に係る基板処理装置100は、真空搬送モジュール1と、前記真空搬送モジュール1に接続されている処理モジュール2とを備える。
本発明の真空搬送モジュール1は、処理前の基板を処理室3に搬入し、処理が終了した処理済み基板を処理室3から搬出する機能を有するものである。本実施形態の真空搬送モジュール1は、図1に示すように、平面視形状が凸m角形(mは4以上の整数)である搬送室11と、前記搬送室11に配置され、基板を搬送する搬送機構12とを備える。
処理モジュール2は、基板に処理を施す機能を有するものである。なお、本発明において、「処理」とは、基板に施す処理であれば、特に限定されず、例えば、CVD(化学蒸着)、PVD(物理蒸着)、エッチング、アッシング、基板加熱・冷却などの処理の種類が挙げられる。
まず、本実施形態の真空搬送モジュール1について説明する。
真空搬送モジュール1が備える搬送室11の平面視形状は、凸m角形である。なお、本発明において、凸m角形とは、辺の数がmであって、内角が全て180°未満である多角形のことを意味する。ここで、内角とは、多角形の2つの辺が作る2つの角のうち、多角形の内部にある方の角をいう。また、凸m角形とは、頂点がm個あり、対角線が全て多角形の内部を通る多角形ということもできる。もっとも、本発明における「凸m角形」は、m角形の角が若干面取りされているなど、本発明の技術分野において許容される範囲の形状をも含む概念である。
本実施形態にあっては、図1に示すように、搬送室11の平面視形状は、m=8である場合の凸m角形、つまり凸八角形である。
本発明において、搬送室11の平面視形状は凸m角形であるので、搬送室11の立体的形状は、当該凸m角形を底面とする柱体、いわゆる角柱である。
mの下限は、4である。また、mの上限は特に限定されないが、mが大きくなるほど、搬送室11の平面視形状が円に近づき、搬送室11の側面の幅が短くなる結果、処理室に搬送可能な基板サイズを小さくせざるを得ない。また、mが大きくなるほど、搬送室11の側面の幅を所望の基板サイズ以上とするためには、搬送室のサイズを大きくせざるを得ず、その結果、搬送機構12の基板搬送距離は長くなる。かかる観点から、mの上限は、例えば、20であり、好ましくは、12であり、より好ましくは、10である。
搬送室11は、基板を処理室3に搬入し、処理室3から搬出するための室である。処理室3は通常真空条件下にあり、搬送室11と処理室3とを連通して基板を搬出入するため、搬送室11も通常処理室3の真空度と同程度の真空条件下にある。
搬送機構12としては、例えば、旋回中心を中心として伸縮・旋回可能なシングルアームの2軸極座標型(r軸、θ軸)真空ロボットが用いられる。なお、搬送機構12は、ダブルアームの2軸極座標型(r軸、θ軸)真空ロボットでもよい。
搬送室11は、8個の側面のうち、少なくともこの順に隣接する第1側面と、第2側面と、第3側面とを有する。当該第1側面、第2側面及び第3側面は、第1処理室、第2処理室及び第3処理室とそれぞれ接続可能である。
(a)側面L1が第1側面、側面L2が第2側面、側面L3が第3側面である場合と、
(b)側面L2が第1側面、側面L3が第2側面、側面L4が第3側面である場合と、
(c)側面L3が第1側面、側面L4が第2側面、側面L5が第3側面である場合と、
(d)側面L4が第1側面、側面L5が第2側面、側面L6が第3側面である場合と
がある。
また、「側面について、搬送室の平面視中心と接続された処理室の平面視中心とを結ぶ直線と略直交する」ことは、搬送室11に処理室3が接続された場合、当該搬送室11の側面(例えば、第1側面)が、搬送室11の中心Oと処理室3(例えば、第1処理室)の中心R(例えば、R1)とを結ぶ直線OR(例えば、OR1)に対して、略直交することを意味する。
また、例えば、当該搬送室11の側面L1と、搬送室11の中心Oと処理室3(P1)の中心R1とを結ぶ直線OR1とが成す角度が90°±ε(例えば、εは0°を超え5°以下、好ましくは、εは0°を超え2°以下)である場合、それらは略直交している。前記角度は、ゲートバルブGのシール性や基板搬送可能なゲート幅に応じて、90°±εの範囲内で決定することもできる。
(i)第2側面と第3側面とが成す角度は、第1側面と第2側面とが成す角度よりも大きい、或いは、
(ii)第2側面と第3側面とが成す角度は、第1側面と第2側面とが成す角度よりも小さい、
の何れかである。
β12=360°−90°×2−α12=180°−α12 (1)
β23=360°−90°×2−α23=180°−α23 (2)
となる。
ここで、ある処理室と別の処理室との「間隔」とは、それぞれの接続された処理室の中心を結ぶ直線の距離のことをいう。例えば、処理室P1と処理室P2との間隔は、接続された処理室P1の中心R1と、接続された処理室P2の中心R2とを結ぶ直線の距離であり、処理室P2と処理室P3との間隔は、接続された処理室P2の中心R2と、接続された処理室P3の中心R3とを結ぶ直線の距離である。他の処理室についても同様である。
前記(b)の場合、即ち、第1側面がL2、第2側面がL3、第3側面がL4である場合、図1に示すように、第2側面L3と第3側面L4とが成す角度α34は、第1側面L2と第2側面L3とが成す角度α23よりも大きい。したがって、搬送室11の中心Oと接続された第1処理室P2の中心R2とを結ぶ直線OR2と、搬送室11の中心Oと接続された第2処理室P3の中心R3とを結ぶ直線OR3とが成す角度β23は、前記直線OR3と、前記搬送室11の中心Oと接続された前記第3処理室P4の中心R3とを結ぶ直線OR4とが成す角度β34よりも大きい。したがって、第1処理室P2と第2処理室P3との間隔は、第2処理室P3と第3処理室P4との間隔よりも大きくなる。図1からも判るように、第2処理室P2と第3処理室P3との間隔は従来に比べて大きいため、第2処理室P2と第3処理室P3との間の領域も従来より広くなる。従来と比べて広くなった当該第2処理室P2と第3処理室P3との間の領域をメンテナンス領域Mとする。この場合のメンテナンス領域Mは、前記(a)の場合と同じになる。
続いて、処理モジュール2について説明する。
処理モジュール2は、図1に示すように、処理室3(P1〜P6)と、処理室3に処理ガスを供給する処理ガス供給機構5と、前記処理室3の内部を排気する排気機構6とを具備する。
処理室3は、基板に処理を施すための室である。処理室3では、大気が遮断され、且つ、処理に応じた真空雰囲気を保持することができる。
処理ガス供給機構5は、処理室3に処理ガスを供給するための機能を有する機構である。即ち、処理ガスは、ガスボンベから、処理ガス供給機構5により、処理室3へと供給される。処理ガス供給機構5は、例えば、配管、バルブ、気化器、流量計、圧力計などを有する。
また、排気機構6は、処理室3の内部のガスを処理室3の外部へと排気するための機能を有する機構であり、例えば、処理室3の内部を排気して真空状態にする真空ポンプ、配管、バルブなどを有する。
具体的には、図1に示すように、
(a)側面L1が第1側面、側面L2が第2側面、側面L3が第3側面である場合、側面L1に接続される処理室P1が第1処理室であり、側面L2に接続される処理室P2が第2処理室であり、側面L3に接続される処理室P3が第3処理室である。
(b)側面L2が第1側面、側面L3が第2側面、側面L4が第3側面である場合、側面L2に接続される処理室P2が第1処理室であり、側面L3に接続される処理室P3が第2処理室であり、側面L4に接続される処理室P4が第3処理室である。
(c)側面L3が第1側面、側面L4が第2側面、側面L5が第3側面である場合、側面L3に接続される処理室P3が第1処理室であり、側面L4に接続される処理室P4が第2処理室であり、側面L5に接続される処理室P5が第3処理室である。
(d)側面L4が第1側面、側面L5が第2側面、側面L6が第3側面である場合、側面L4に接続される処理室P4が第1処理室であり、側面L5に接続される処理室P5が第2処理室であり、側面L6に接続される処理室P6が第3処理室である。
本実施形態にあっては、図1に示すように、処理室と接続可能な搬送室11の側面の全てに処理室3が接続されている態様を示しているが、処理室と接続可能な搬送室11の側面の一部には処理室3が接続されていない態様も、本発明の範囲に含まれる。
各処理室毎に真空ポンプで排気する場合、真空ポンプは6台必要になるが、その場合に比べて、同一の処理室架台7に搭載される処理室P1及びP2の内部、処理室P3及びP4の内部、並びに、処理室P5及びP6の内部のそれぞれを1つの真空ポンプで排気するため、必要なユーティリティーの接続の手間が省け、接続箇所の数を削減することができる。
しかしながら、本実施形態によれば、1つの処理室架台7に搭載されている2つの処理室P1及びP2、処理室P3及びP4、並びに、処理室P5及びP6の3組それぞれに同一の処理ガス供給機構5を設けることができるため、処理ガス供給機構5の数を削減して3つにすることができ、その結果、必要なユーティリティーの接続の手間が省け、基板処理装置100の製造コストを削減することが可能である。
したがって、広いメンテナンス領域Mから処理室計測機器8のメンテナンス作業(例えば、定期的な較正、消耗品の交換など)を行うため、処理室計測機器8のメンテナンス作業を効率的に行うことが可能となり、メンテナンス性に優れる。
本発明の第2実施形態に係る基板処理装置100の概略平面図を図2に示す。本実施形態における真空搬送モジュール1が備える搬送室11の平面視形状は、m=4である場合の凸m角形、つまり凸四角形である。
図2に示す第2実施形態において、搬送室11の側面L1が第1側面、側面L2が第2側面、側面L3が第3側面である。第1側面L1と第2側面L2が成す角度α12と、第2側面L2と第3側面L3とが成す角度α23とは異なっており、α23はα12よりも大きい。このとき、前述した理由と同じ理由により、第1処理室P1と第2処理室P2との間隔は、第2処理室P2と第3処理室P3との間隔よりも大きくなる。したがって、第1処理室P1と第2処理室P2との間の領域をメンテナンス領域Mとする。
なお、搬送室11の側面L4には、ロードロック室9を接続することが可能である。
本発明の第3実施形態に係る基板処理装置100の概略平面図を図3に示す。本実施形態における真空搬送モジュール1が備える搬送室11の平面視形状は、m=9である場合の凸m角形、つまり凸九角形である。
図3に示す第3実施形態においても、搬送室11の第1側面と第2側面とが成す角度と、第2側面と第3側面とが成す角度は異なっている。具体的には、
第2側面L2と第3側面L3とが成す角度α23は、第1側面L1と第2側面L2とが成す角度α12よりも大きく、
第2側面L3と第3側面L4とが成す角度α34は、第1側面L2と第2側面L3とが成す角度α23よりも小さく、
第2側面L4と第3側面L5とが成す角度α45は、第1側面L3と第2側面L4とが成す角度α34よりも大きく、
第2側面L5と第3側面L6とが成す角度α56は、第1側面L4と第2側面L5とが成す角度α45よりも小さく、
第2側面L6と第3側面L7とが成す角度α67は、第1側面L5と第2側面L6とが成す角度α56よりも大きい。
このとき、前述した理由と同じ理由により、処理室P1と処理室P2との間隔、処理室P3と処理室P4との間隔、及び、処理室P5と処理室P6との間隔は、それ以外の隣り合う処理室間の間隔と比べて大きくなる。
したがって、処理室P1と処理室P2との間の領域、処理室P3と処理室P4との間の領域、及び、処理室P5と処理室P6との間の領域をメンテナンス領域Mとする。
なお、搬送室11の側面L8及びL9には、ロードロック室9を接続することが可能である。
11 搬送室
12 搬送機構
2 処理モジュール
3 処理室
4 載置台
5 処理ガス供給機構
6 排気機構
7 処理室架台
8 処理室計測機器
9 ロードロック室
100 基板処理装置
M メンテナンス領域
G ゲートバルブ
Claims (8)
- 平面視形状が凸m角形(mは4以上の整数)である搬送室と、
前記搬送室に配置され、基板を搬送する搬送機構とを備え、
前記搬送室のm個の側面のうち、少なくともこの順に隣接する第1側面、第2側面及び第3側面は、前記搬送機構によって搬送される基板が処理される第1処理室、第2処理室及び第3処理室にそれぞれ接続可能であって、前記搬送室の平面視中心と接続された前記第1処理室の平面視中心とを結ぶ直線、前記搬送室の平面視中心と接続された前記第2処理室の平面視中心とを結ぶ直線、及び、前記搬送室の平面視中心と接続された前記第3処理室の平面視中心とを結ぶ直線に対して、それぞれ略直交し、
前記第1側面と前記第2側面とが成す角度と、前記第2側面と前記第3側面とが成す角度とは異なっている
ことを特徴とする真空搬送モジュール。 - 前記第1側面と前記第2側面とが成す角度、及び、前記第2側面と前記第3側面とが成す角度のうち、何れか一方が180°×(m−2)/mよりも大きく、何れか他方が180°×(m−2)/mよりも小さい
ことを特徴とする請求項1に記載の真空搬送モジュール。 - 請求項1又は2に記載の真空搬送モジュールと、
前記真空搬送モジュールに接続されている処理モジュールとを備え、
前記処理モジュールは、
前記第1側面に接続されている前記第1処理室、前記第2側面に接続されている前記第2処理室、及び、前記第3側面に接続されている前記第3処理室と、
前記第1処理室、前記第2処理室及び前記第3処理室に処理ガスを供給する処理ガス供給機構と、
前記第1処理室、前記第2処理室及び前記第3処理室の内部を排気する排気機構と
を具備することを特徴とする基板処理装置。 - 前記第1処理室、前記第2処理室及び前記第3処理室が、それぞれ独立した処理室であることを特徴とする請求項3に記載の基板処理装置。
- 前記処理モジュールが、更に、前記搬送室に対して移動可能である処理室架台を具備し、
前記第1側面と前記第2側面とが成す角度が、前記第2側面と前記第3側面とが成す角度よりも大きいときは、前記処理室架台が前記第1処理室と前記第2処理室とを搭載しており、
前記第2側面と前記第3側面とが成す角度が、前記第1側面と前記第2側面とが成す角度よりも大きいときは、前記処理室架台が前記第2処理室と前記第3処理室とを搭載している
ことを特徴とする請求項3又は4に記載の基板処理装置。 - 前記排気機構が真空ポンプを有し、
前記処理室架台に搭載されている前記第1処理室及び前記第2処理室の内部、又は、前記処理室架台に搭載されている前記第2処理室及び前記第3処理室の内部が、1つの前記真空ポンプで排気されることを特徴とする請求項5に記載の基板処理装置。 - 前記処理室架台に搭載されている前記第1処理室及び前記第2処理室、又は、前記処理室架台に搭載されている前記第2処理室及び前記第3処理室において、同一種類の処理が行われることを特徴とする請求項5又は6に記載の基板処理装置。
- 前記第1側面と前記第2側面とが成す角度が、前記第2側面と前記第3側面とが成す角度よりも大きいときは、前記第3処理室に対向する側の第2処理室側面と、第2処理室に対向する側の第3処理室側面とに、処理室計測機器が設けられており、
前記第2側面と前記第3側面とが成す角度が、前記第1側面と前記第2側面とが成す角度よりも大きいときは、前記第2処理室に対向する側の第1処理室側面と、前記第1処理室に対向する側の第2処理室側面とに、処理室計測機器が設けられている
ことを特徴とする請求項3から7の何れかに記載の基板処理装置。
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