JP2018198305A - 真空搬送モジュール及び基板処理装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】真空雰囲気で基板を搬送する真空搬送モジュールについて、当該真空搬送モジュールに接続されるロードロックモジュール及び基板を真空処理する複数の処理モジュールの配置の自由度を高くすること。【解決手段】ロードロックモジュール３と処理モジュール６との間で基板Ｗを搬送する基板搬送機構５１を備えた真空搬送モジュール４において、内部に真空雰囲気が形成される筐体４１と、ロードロックモジュール３を専用に接続するための第１のアダプタ４５及び処理モジュール６を専用に接続するための第２のアダプタ４６のうちの１つが各々選択して取り付けられるように筐体４１の側壁に複数形成された、当該第１のアダプタ４５及び第２のアダプタ４６に対して共通のアダプタ装着部４４と、を備えるように構成する。【選択図】図３

Description

本発明は、基板を処理するために真空雰囲気で基板の搬送を行う技術に関する。
半導体装置の製造工程においては基板である半導体ウエハ（以下、ウエハと記載する）に対してエッチングや成膜などの様々な処理が真空雰囲気で行われる。そのように基板に処理を行う基板処理装置としては、真空雰囲気を形成してウエハをガス処理する処理モジュールと、常圧雰囲気に置かれるウエハのキャリアと上記の処理モジュールとの間で当該ウエハを搬送するために圧力が変更自在なロードロックモジュールと、を備えるように構成される。
半導体製品の生産性を向上させるために、上記の基板処理装置において処理能力を向上させることが求められている。そこで、ロードロックモジュールと処理モジュールとの間に真空雰囲気を形成してウエハを搬送する真空搬送モジュールが設けられ、当該真空搬送モジュールには複数の処理モジュールが接続されるように構成される場合が有る。特許文献１では上記の真空搬送モジュールを備え、さらに１つの処理モジュールで２枚のウエハを処理することで処理能力の向上が図られた基板処理装置について記載されている。
ところで、工場において基板処理装置を設置可能なスペースの大きさや形状は様々であるし、任意のタイミングで処理モジュールを増設することが求められる場合も有る。従って、基板処理装置については、処理能力を高くすることに加え、ロードロックモジュール及び処理モジュールの配置の自由度を高くすることについても要求される。特許文献１については、この配置の自由度の問題を解決する手法については示されていない。また、特許文献２には中継ユニットを介して互いに接続される処理モジュール及び搬送モジュールを、任意の数だけ接続可能な基板処理装置について記載されている。しかし、処理モジュールを増やすと搬送モジュールも増えるので装置のフットプリントを十分に抑制することが難しい。
特開２０１３−１７１８７２号公報 特開２００３−１７９１２０号公報
本発明はこのような事情に基づいてなされたものであり、その目的は、真空雰囲気で基板を搬送する真空搬送モジュールについて、当該真空搬送モジュールに接続されるロードロックモジュール及び基板を真空処理する複数の処理モジュールの配置の自由度を高くすることである。
本発明の真空搬送モジュールは、ロードロックモジュールと、基板を真空処理するための複数の処理モジュールと、が接続され、当該ロードロックモジュールと前記処理モジュールとの間で前記基板を搬送する基板搬送機構を備えた真空搬送モジュールにおいて、内部に真空雰囲気が形成される筐体と、前記ロードロックモジュールを専用に接続するための第１のアダプタ及び前記処理モジュールを専用に接続するための第２のアダプタのうちの１つが各々選択して取り付けられるように前記筐体の側壁に複数形成された、当該第１のアダプタ及び第２のアダプタに対して共通のアダプタ装着部と、を備えたことを特徴とする。
本発明の基板処理装置は、本発明の真空搬送モジュールと、前記ロードロックモジュールと、前記複数の処理モジュールと、前記第１のアダプタ及び第２のアダプタと、前記基板を格納した搬送容器が載置され、当該搬送容器と前記ロードロックモジュールとの間で前記基板を搬送するローダーモジュールと、を備えたことを特徴とする。
本発明によれば、ロードロックモジュールを専用に接続する第１のアダプタ及び処理モジュールを専用に接続するための第２のアダプタのうちの１つが各々選択して取り付けられるように当該第１のアダプタ及び第２のアダプタで共通のアダプタ装着部が、基板搬送機構を備えた真空搬送モジュールの筐体の側壁に複数設けられる。そのような構成によって、真空搬送モジュールに対するロードロックモジュール及び処理モジュールの配置の自由度を高くすることができる。
本発明の第１の実施形態に係る基板処理装置の横断平面図である。 前記基板処理装置を構成するロードロックモジュール及び真空搬送モジュールの縦断側面図である。 前記真空搬送モジュールの分解斜視図である。 前記基板処理装置を構成する処理モジュールの縦断側面図である。 前記第１の実施形態に係る基板処理装置の配置例を示す平面図である。 第２の実施形態に係る基板処理装置の横断平面図である。 前記第２の実施形態に係る基板処理装置の配置例を示す平面図である。 第３の実施形態に係る基板処理装置の配置例を示す平面図である。 第４の実施形態に係る基板処理装置の横断平面図である。 第５の実施形態に係る基板処理装置の横断平面図である。 第６の実施形態に係る基板処理装置の横断平面図である。 前記真空搬送モジュールの他の構成例を示す縦断側面図である。 前記基板処理装置をなすローダーモジュールに設けられる搬送機構である。 前記ローダーモジュールに設けられるアライメント機構の斜視図である。 前記アライメント機構の概略側面図である。 ローダーモジュールにおけるウエハＷの搬送を示す工程図である。 ローダーモジュールにおけるウエハＷの搬送を示す工程図である。 ローダーモジュールにおけるウエハＷの搬送を示す工程図である。 ローダーモジュールにおけるウエハＷの搬送を示す工程図である ローダーモジュールにおけるウエハＷの搬送を示す工程図である。 ローダーモジュールにおけるウエハＷの搬送を示す工程図である。 ローダーモジュールにおけるウエハＷの搬送を示す工程図である。 ローダーモジュールにおけるウエハＷの搬送を示す工程図である ローダーモジュールにおけるウエハＷの搬送を示す工程図である。 ローダーモジュールにおけるウエハＷの搬送を示す工程図である。 前記ローダーモジュールにおけるウエハＷの搬送を示す工程図である。 前記ローダーモジュールにおけるウエハＷの搬送を示す工程図である。 前記ローダーモジュールにおけるウエハＷの搬送を示す工程図である。 搬送機構のアクセス先を示すためのタイミングチャートである。 アライメント機構の他の構成を示す概略図である。
（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態に係る基板処理装置１について図１の平面図を参照しながら説明する。この基板処理装置１は、ローダーモジュール２と、ロードロックモジュール３と、真空搬送モジュール４と、処理モジュール６と、を備えている。ローダーモジュール２とロードロックモジュール３とが互いに横方向に接続され、ロードロックモジュール３と真空搬送モジュール４とが互いに横方向に接続され、真空搬送モジュール４と処理モジュール６とが互いに横方向に接続されている。なお図１では平面で見ているため、図面上はロードロックモジュール３と真空搬送モジュール４とは縦方向に並んでいる。
ローダーモジュール２は常圧雰囲気中で、直径が例えば３００ｍｍの円形基板であるウエハＷが格納される搬送容器であるキャリアＣから、当該ウエハＷを取り出すためのモジュールである。処理モジュール６は４つ設けられており、各処理モジュール６は、真空雰囲気中で４枚のウエハＷに対して一括でガス処理を行うことで成膜する。真空搬送モジュール４は真空雰囲気を形成し、この真空雰囲気中で処理モジュール６とロードロックモジュール３との間で４枚のウエハＷを一括して搬送する。ロードロックモジュール３は２つ設けられ（図１では１つのみ表示している）、ローダーモジュール２と真空搬送モジュール４との間でウエハＷを搬送するために、ウエハＷが置かれる雰囲気を常圧雰囲気と真空雰囲気との間で切り替える。
図中Ｄは、ローダーモジュール２とロードロックモジュール３との間に介在するドアであり、これらのモジュールに各々設けられるウエハＷの搬送口を開閉する。図中Ｇ１、Ｇ２は、ロードロックモジュール３と真空搬送モジュール４との間、真空搬送モジュール４と処理モジュール６との間に夫々介在するゲートバルブであり、互いに接続されるモジュールに各々設けられるウエハＷの搬送口を開閉する。
モジュールに接続されたゲートバルブＧ１、Ｇ２及びドアＤは分離することができる。つまり、各モジュール同士は互いに分離することができる。そして、真空搬送モジュール４は、ロードロックモジュール３を接続する位置と、処理モジュール６を接続する位置とを変更できるように構成されており、この第１の実施形態としては、真空搬送モジュール４に対するロードロックモジュール３及び４つの処理モジュール６の配置の一例を示している。第２の実施の形態以降の実施形態において、この第１の実施形態の配置例とは異なる配置例を示す。
以下、各モジュールについて説明する。ローダーモジュール２は、筐体２１と、筐体２１の外側において各々キャリアＣを載置する４つのキャリア載置部２２と、を備えている。筐体２１の内部は、乾燥ガス例えば乾燥した空気あるいは窒素ガスが供給されることにより常圧雰囲気とされる。即ち、筐体２１内は常圧搬送室として構成される。４つのキャリア載置部２２は筐体２１の側壁に沿って、直線状に列をなすように水平方向に配列されている。説明の便宜上、このキャリア載置部２２の配列方向を左右方向とし、キャリア載置部２２に直交する水平方向において、キャリア載置部２２側を前方側、筐体２１側を後方側とする。従って、キャリア載置部２２が設けられる筐体２１の側壁を筐体２１の正面壁とする。また、特に説明の無い限り、右側、左側とは夫々前方側から後方側に向かって見たときの右側、左側である。
図中２３は、上記の筐体２１の正面壁に設けられる図示しない開口部を開閉すると共に、キャリアＣの蓋を保持することで当該キャリアＣを開閉するドアであり、４つのドア２３が各キャリア載置部２２に対応する位置に各々設けられている。また、筐体２１内には、多関節アームであるウエハＷの搬送機構２４が設けられている。この搬送機構２４の先端部をなす保持部２５は平面で見て互いの位置が揃うように上下方向に間隔を空けて２つ設けられており、ウエハＷを各々保持する。従って、搬送機構２４は２枚のウエハＷを一括して搬送することができる。
筐体２１は、平面で見て概ね左右に長い矩形状に構成されているが、左後部は後方側に向けて突出しており、筐体２１内においてそのように突出した左後部にはアライメント機構２６が設けられている。アライメント機構２６はウエハＷの周縁部に形成された切り欠きであるノッチとウエハＷの中心とを光学的に検出するために、ウエハＷを載置して回転させる載置部と光センサとを備えている。上記の搬送機構２４の保持部２５が２段であることに対応して、例えば当該アライメント機構２６も上下に２段に設けられている。図中２７は、常圧搬送室の左側の側壁に開口したウエハＷの搬送口であり、上記のドアＤにより開閉される。
続いて、ロードロックモジュール３について、縦断側面図である図２も参照して説明する。上記のようにロードロックモジュール３は２つ設けられており、互いに同様に構成されている。例えば２つのロードロックモジュール３のうちの一方は真空搬送モジュール４にウエハＷを搬送するために用いられ、他方はローダーモジュール２にウエハＷを搬送するために用いられる。
２つのロードロックモジュール３はローダーモジュール２の左側に、平面で見て互いの位置が揃うように上下方向に沿って設けられている。ロードロックモジュール３は、扁平な直方体である筐体３１を備えている。筐体３１の各側壁は前後方向または左右方向に面している。図中３２、３３は筐体３１の右側の側壁、後方側の側壁に夫々開口したウエハＷの搬送口であり、上記のドアＤ、ゲートバルブＧ１により夫々開閉される。ロードロックモジュール３が２つ、上下２段に設けられているため、ゲートバルブＧ１、ドアＤについても２つずつ、各々上下２段に設けられている。そして、上側のロードロックモジュール３と下側のロードロックモジュール３とにおいて、個別に搬送口３２、３３が開閉され、互いに独立してウエハＷの搬送を行うことができる。
筐体３１の内壁には図示しない排気口及びガス供給口が設けられている。排気口から排気することで筐体３１内を真空雰囲気とすることができ、ガス供給口からガス例えば窒素（Ｎ２）ガスを供給することで筐体３１内を常圧雰囲気とすることができる。従って、筐体３１内は常圧雰囲気と真空雰囲気とが切り替えられるロードロック室をなす。この筐体３１内には、ウエハＷの裏面を各々支持する４つの支持部３４が、例えば平面で見て前後及び左右に沿った２×２の行列状に配置されている。この例では支持部３４は、ウエハＷの裏面を支持する３本（図２では２本のみ表示している）の垂直なピンにより構成されている。
なお、この例では筐体３１内における支持部３４の高さ位置は固定されており、真空搬送モジュール４に設けられる後述の搬送機構５１及び上記のローダーモジュール２の搬送機構２４の昇降により、支持部３４とこれらの搬送機構５１、２４との間でウエハＷの受け渡しが行われるが、支持部３４が昇降することで当該受け渡しが行われるようにしてもよい。また、このような受け渡しを行うことができれば、支持部３４の形状としては上記の垂直なピンとすることには限られず、例えば複数の水平な棒状に構成されていてもよい。
続いて、真空搬送モジュール４について図１、図２に加えて、図３の斜視図も参照しながら説明する。なお、図３では真空搬送モジュール４に接続される各モジュールも示しているが、モジュール間に介在するゲートバルブＧ１、Ｇ２については表示を省略している。真空搬送モジュール４はロードロックモジュール３の後方に設けられており、真空搬送室を構成する筐体４１を備えている。この筐体４１は直方体として構成され、平面視、長辺が前後方向に沿った長方形をなす。
筐体４１の４つの側壁のうち、上記の長方形の互いに対向する短辺をなす２つの側壁を各々第１の側壁４２、当該長方形の互いに対向する長辺をなす２つの側壁を各々第２の側壁４３とすると、各第１の側壁４２にはその中央に１つずつ、各第２の側壁４３にはその長さ方向に沿って２つずつ、側壁を貫通する矩形状の開口部４４が設けられている。平面で見て開口部４４の辺は、当該開口部４４が形成される筐体４１の側面の辺に沿って形成されている。これらの６つの開口部４４は互いに同じ形状且つ同じ大きさであり、同じ高さに設けられている。そして、筐体４１を平面で見て、開口部４４の配列は前後対称且つ左右対称である。各開口部４４には、外形が互いに同じ大きさの矩形板であるインターフェイスプレート４５、インターフェイスプレート４６及び盲板４７のうちのいずれかを選択し、当該開口部４４を塞ぐように取り付けることができ、これらインターフェイスプレート４５、インターフェイスプレート４６及び盲板４７は、開口部４４に着脱自在である。
上記のようにロードロックモジュール３は上下２段に設けられるため、真空搬送モジュール４には、これら２つのロードロックモジュール３の高さに対応する位置にウエハＷの搬送口を各々設ける必要が有る。上記のインターフェイスプレート４５には、そのように各ロードロックモジュール３に対応する搬送口４５Ａを各々構成する、上下２段の貫通孔が穿孔されている。また、処理モジュール６の高さ寸法はロードロックモジュール３の高さ寸法よりも大きいため、モジュールを設置するスペースの高さの制限により、当該処理モジュール６についてはロードロックモジュール３と異なり、上下方向に１つのみ設けられており、真空搬送モジュール４には、この処理モジュール６の高さに対応する位置にウエハＷの搬送口を上下方向に１つ設ける必要が有る。上記のインターフェイスプレート４６には、そのように処理モジュール６に対応する搬送口４６Ａを構成する、上下方向に１つの貫通孔が穿孔されている。
つまり、インターフェイスプレート４５は、真空搬送モジュール４においてロードロックモジュール３に対応する高さにウエハＷの搬送路を形成することで、ロードロックモジュール３と真空搬送モジュール４とを接続できるようにするための当該ロードロックモジュール３に対して専用の第１のアダプタをなす。上記のようにロードロックモジュール３の配置に対応して、この第１の実施形態では、前方側の第１の側壁４２の開口部４４に、インターフェイスプレート４５が設けられる。そして、上記の２つのゲートバルブＧ１により、このインターフェイスプレート４５の２つの搬送口４５Ａが各々開閉される。
また、インターフェイスプレート４６は、真空搬送モジュール４において処理モジュール６に対応する高さにウエハＷの搬送路を形成することで、処理モジュール６と真空搬送モジュール４とを接続できるようにするための処理モジュール６に専用の第２のアダプタをなす。この第１の実施形態では、真空搬送モジュール４を左右から挟むと共に当該真空搬送モジュール４の第２の側壁４３における前方側、後方側に各々処理モジュール６が接続されるため、第２の側壁４３の各開口部４４にインターフェイスプレート４６が設けられる。そして処理モジュール６毎に設けられたゲートバルブＧ２により、このインターフェイスプレート４６の搬送口４６Ａが開閉される。
このように筐体４１の開口部４４は、上記のようにアダプタとして構成されるインターフェイスプレート４５、４６のいずれかが選択されて装着される、インターフェイスプレート４５、４６に共通のアダプタ装着部をなす。なお、図に示すインターフェイスプレート４５、４６の搬送口４５Ａ、４６Ａは横方向の中央に仕切りが設けられることで横方向に分割されているが、このように分割されていなくてもよい。また、上記の盲板４７は開口部４４を塞ぎ、筐体４１を気密に閉じるための閉塞部材であり、インターフェイスプレート４５、４６と異なり、ウエハＷの搬送口が形成されていない。この第１の実施形態では真空搬送モジュール４の後方にはモジュールが接続されないため、後方側の第１の側壁４２にこの盲板４７が取り付けられている。
筐体４１の内壁には、図示しない排気口が設けられており、当該排気口から排気することで筐体３１内が真空雰囲気とされる。また、図１、図２に示すように筐体４１内には、多関節アームであるウエハＷの搬送機構５１が設けられており、真空搬送モジュール４に接続される各モジュールにアクセスして、モジュール間でウエハＷを受け渡す。搬送機構５１は、基台５２、水平に伸びる第１アーム５３、水平に伸びる第２アーム５４、ウエハ支持部５５により構成されている。基台５２は筐体４１内の床において前後の中央において左寄りに設けられ、昇降自在に構成されている。第１アーム５３は基部側が基台５２上に設けられ、当該基台５２上の垂直な旋回軸回りに旋回し、第２アーム５４は基部側が第１アーム５３の先端部上に設けられ、当該第１アーム５３の先端部上の垂直な旋回軸回りに旋回する。ウエハ支持部５５は、互いに並行して水平に伸びる２つの細長のへら状の支持部本体５６と、支持部本体５６の伸長方向に対して直交するように水平方向に伸び、２つの支持部本体５６の基端を互いに接続する接続部５７とを備えている。接続部５７の長さ方向の中央部は第２アーム５４の先端部上に設けられ、当該第２アーム５４の先端部上の垂直な旋回軸回りに旋回する。
１つの支持部本体５６の先端側と基端側とに互いに間隔を空けてウエハＷの裏面が支持される。従って、搬送機構５１のウエハ支持部５５は、４枚のウエハＷを一括して搬送することができる。支持部本体５６についてより詳しく述べると、支持部本体５６はウエハＷの裏面の直径に沿った領域を支持する。そして、支持部本体５６の幅はウエハＷの直径よりも小さく形成されており、当該支持部本体５６の伸長方向に向かって見たときに、支持部本体５６に支持された各ウエハＷの両縁部は支持部本体５６には重ならない。また、支持部本体５６の先端側に支持されるウエハＷは、その中央部が支持部本体５６の先端に支持され、支持部本体５６を先端方向に延長した領域に当該ウエハＷの縁部が位置する。
つまり、支持部本体５６の先端側、基端側に各々支持されるウエハＷには、当該支持部本体５６に重ならない領域が存在する。それ故に、上記のロードロックモジュール３の支持部３４に対して支持部本体５６により構成されるウエハ支持部５５が昇降することで、当該ウエハ支持部５５と支持部３４との間でウエハＷを受け渡すことができ、また後述の処理モジュール６の載置台６７Ａ、６７Ｂに設けられる昇降ピン７５が昇降することで、当該昇降ピン７５とウエハ支持部５５との間でウエハＷを受け渡すことができる。また、そのようにウエハ支持部５５はロードロックモジュール３の支持部３４及び載置台６７Ａ、６７Ｂの各々に対してウエハＷを受け渡すため、ウエハ支持部５５に支持される４枚のウエハＷの並びは、支持部３４の並び及び載置台６７Ａ、６７Ｂの並びに共に対応する。
続いて処理モジュール６について、図４の縦断側面図を参照しながら説明する。４つの処理モジュール６は、ウエハＷにプラズマＡＬＤ（Atomic Layer Deposition）により成膜する成膜モジュールであり、４つとも同様に構成され、処理モジュール６間で互いに並行してウエハＷの処理を行うことができる。処理モジュール６は、平面視、矩形の真空容器（処理容器）６１を備えており（図１参照）、真空容器６１の側壁には上記のゲートバルブＧ２によって開閉されるウエハＷの搬送口６２が開口している。図中６３は真空容器６１の底面に開口した排気口であり、排気管６４を介して真空ポンプ６５に接続されている。図中６６は排気管６４に介設された圧力調整部であり、真空容器６１内が所望の圧力の真空雰囲気となるように真空ポンプ６５による排気口６３からの排気量を調整する。
真空容器６１内には、搬送口６２から見て、手前から奥に向けてウエハＷを載置する載置台６７Ａ、６７Ｂが列をなしてこの順に設けられ、この載置台６７Ａ、６７Ｂの列は搬送口６２から見て左右に並べられて設けられることで、平面で見てウエハＷは真空容器６１内に２×２の行列状に、合計４枚載置される。載置台６７Ａ、６７Ｂは互いに同様に構成されており、円形且つ水平に形成されている。図中７０は載置台６７Ａ、６７Ｂに各々埋設されたヒーターであり、載置台６７Ａ、６７Ｂに載置された各ウエハＷを３００℃〜４５０℃に加熱する。また載置台６７Ａ、６７Ｂは電極をなし、図示しない整合器を介して接地電位に接続されている。
図中６８は真空容器６１の底面の中央部を貫通する支柱であり、当該支柱６８の上端からは４つの支持アーム６９が水平に放射状に伸びて、載置台６７Ａ、６７Ｂを下方側から支持している。支柱６８の下端側は、真空容器６１の下方外側で昇降機構７１に接続されており、当該昇降機構７１により支柱６８及び支持アーム６９を介して載置台６７Ａ、６７Ｂが、図４中に実線で示す位置と鎖線で示す位置との間で昇降する。実線で示す位置は、ウエハＷを処理するための処理位置であり、鎖線で示す位置は、載置台６７Ａ、６７Ｂと上記の搬送機構５１との間でウエハＷを受け渡すための受け渡し位置である。なお、図中７２は、真空容器６１内を気密に保つためのシール部材である。
各載置台６７Ａ、６７Ｂには３つの貫通孔７３が形成されており（図４では２つのみ表示している）、各貫通孔７３には搬送機構５１との間でウエハＷを受け渡すために昇降する昇降ピン７５が設けられている。図中７４は、昇降ピン７５を昇降させる昇降機構７４であり、真空容器６１の下方の外側に設けられている。なお図中７６は、真空容器６１内の気密性を確保するためのベローズである。
真空容器６１の天井において載置台６７Ａ及び６７Ｂの上方には、絶縁部材７７Ａを介して、電極をなすガスシャワーヘッド７７が各々設けられている。ガスシャワーヘッド７７の下面は載置台６７Ａ、６７Ｂに対向し、当該下面にはガス吐出孔７８が多数、分散して配設されている。当該ガスシャワーヘッド７７には整合器５８を介して高周波電源５９が接続されており、ガスシャワーヘッド７７と載置台６７Ａ、６７Ｂとの間に各々高周波が供給されることで、ガス吐出口７８から載置台６７Ａ、６７Ｂに吐出されたガスがプラズマ化する。つまり、処理モジュール６は、平行平板型のプラズマ処理装置として構成されている。図中７９はガス供給部であり、ガスシャワーヘッド７７に四塩化チタン（ＴｉＣｌ４）、水素（Ｈ２）ガス、アンモニア（ＮＨ３）ガス、アルゴン（Ａｒ）ガス、窒素（Ｎ２）ガスを夫々独立して供給し、これらのガスがガス吐出口７８から各々吐出される。
処理モジュール６によるウエハＷの成膜処理について説明すると、受け渡し位置に位置する２つの載置台６７Ａ、２つの載置台６７ＢにウエハＷが載置された後、ヒーター７０によりウエハＷが加熱されると共に載置台６７Ａ、６７Ｂが上昇して処理位置に移動する。次いで、ガスシャワーヘッド７７から成膜用のガスとしてＴｉＣｌ４ガス、Ａｒガス及びＨ２ガスが供給されると高周波電源５９がオンになり、ガスシャワーヘッド７７と載置台６７Ａ、６７Ｂとの間に各々高周波が供給され、当該ガスシャワーヘッド７７から供給された各ガスがプラズマ化する。プラズマ化したＴｉＣｌ４ガスとＨ２ガスとが反応し、ウエハＷ表面にＴｉ（チタン）の層が成膜される。
続いてガスシャワーヘッド７７からのＴｉＣｌ４ガス、Ａｒガス及びＨ２ガスの供給と高周波電源５９からの高周波の供給とが各々停止し、真空容器６１内が排気され、ＴｉＣｌ４、Ａｒガス及びＨ２ガスが除去される。その後、ガスシャワーヘッド７７から真空容器６１内にＮＨ３ガス、Ａｒガス及びＨ２ガスが供給され、Ｔｉの層の表面が窒化されて、ＴｉＮ（チタンナイトライド）の層が形成される。以降、上記のＴｉ層の形成と、Ｔｉ層の窒化とが交互に繰り返し行われて、ＴｉＮ層が積層されて、所望の膜厚を有するＴｉＮ膜が形成される。
図１に戻って説明を続けると、基板処理装置１は、コンピュータからなる制御部１０を備えており、当該制御部１０はプログラムを備えている。このプログラムは各モジュールに制御信号を出力することで各搬送機構によるウエハＷの搬送や、ドアＤ、ゲートバルブＧ１、Ｇ２の開閉や、処理モジュール６における圧力の調整、各ガスの給断、昇降ピン７５の昇降、高周波電源５９のオンオフなどの動作を制御し、後述のように基板処理装置１においてウエハＷを処理することができるように、ステップ（命令）群が組まれている。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、ＤＶＤ、メモリカードなどの記憶媒体に格納されており、当該記憶媒体からコンピュータにインストールされる。
続いて、上記の基板処理装置１におけるウエハＷの搬送及び処理について、順を追って説明する。キャリアＣがローダーモジュール２のキャリア載置部２２に載置され、搬送機構２４により２枚のウエハＷがアライメント機構２６に搬送される。各ウエハＷが所定の向きに向けられ、各ウエハＷの中心が所定の位置に位置するように搬送機構２４がアライメント機構２６からウエハＷを受け取り、常圧雰囲気とされた例えば上段側のロードロックモジュール３内における４つのうちの２つの支持部３４に各々ウエハＷを搬送する。
然る後、搬送機構２４は、さらに２枚のウエハＷをキャリアＣからアライメント機構２６に搬送し、各ウエハＷが所定の向きに向けられ、各ウエハＷの中心が所定の位置に位置するように当該アライメント機構２６からウエハＷを受け取る。そして、この２枚のウエハＷは、上段側のロードロックモジュール３内でウエハＷが支持されていない２つの支持部３４に各々搬送される。
上段側のロードロックモジュール３から搬送機構２４が退避し、当該上段側のロードロックモジュール３に接続されるドアＤ及びゲートバルブＧ１が閉じられた状態で、当該ロードロックモジュール３内が真空雰囲気とされると、当該ゲートバルブＧ１が開かれる。そして、ロードロックモジュール３内に搬送機構５１のウエハ支持部５５が進入し、当該ウエハ支持部５５の上昇動作により、各支持部３４から４枚のウエハＷが一括してウエハ支持部５５に受け渡される。
然る後、４つの処理モジュール６のうち、ウエハＷの処理が行われていない処理モジュール６に接続されるゲートバルブＧ２が開き、ウエハ支持部５５が当該処理モジュール６内に進入する。昇降ピン７５の昇降により、ウエハ支持部５５に支持される４枚のウエハＷが２つの載置台６７Ａ及び２つの載置台６７Ｂに各々受け渡されると共に、ウエハ支持部５５が処理モジュール６から退避し、ゲートバルブＧ２が閉じられる。そして、既述したように成膜処理が行われて４枚のウエハＷにＴｉＮ膜が形成されるとゲートバルブＧ２が再度開き、処理モジュール６内に進入したウエハ支持部５５に対して、昇降ピン７５の昇降によって成膜処理済みの４枚のウエハＷが受け渡される。
ウエハ支持部５５が処理モジュール６から退避してゲートバルブＧ２が閉じられ、内部が真空雰囲気とされた下段側のロードロックモジュール３に接続されるゲートバルブＧ１が開かれる。ウエハ支持部５５は、当該ロードロックモジュール３内に進入して下降し、４枚のウエハＷが各支持部３４に受け渡される。ウエハ支持部５５はロードロックモジュール３から退避し、ゲートバルブＧ１が閉じられ、下段側のロードロックモジュール３内が常圧雰囲気となり、当該ロードロックモジュール３に接続されたドアＤが開かれると、搬送機構２４により各支持部３４からウエハＷがキャリアＣに搬送される。
ところで図５は、上記の基板処理装置１を４つ、平面で見て２×２の行列状に配置した例を示している。４つの基板処理装置１を互いに区別するために、符号１の後にＡ〜Ｄのアルファベットのうちのいずれかを付して示す。具体的に第１行、第１列の基板処理装置１にはＡを付して１Ａとし、第１行、第２列の基板処理装置１にはＢを付して１Ｂとし、第２行、第１列の基板処理装置１にはＣを付して１Ｃとし、第２行、第２列の基板処理装置１にはＤを付して１Ｄとしている。なお、後の実施形態で基板処理装置１以外の基板処理装置についても、この基板処理装置１と同様に４つの装置を２×２の行列状に配置した例を示すが、そのように配置された基板処理装置についても、基板処理装置１と同じ規則でＡ〜Ｄの符号を付して示す。
基板処理装置１Ａ、１Ｂのローダーモジュール２は、ロードロックモジュール３に対して図１で示した例とは左右の反対側に接続されている。そして、基板処理装置１Ａ〜１Ｄは、行列の列方向に前後方向が揃うように配置され、基板処理装置１Ａと１Ｃとの間、基板処理装置１Ｂ、１Ｄとの間においては、盲板４７を設けた真空搬送モジュール４の第１の側壁４２が互いに対向している。このように対向する第１の側壁４２にはモジュールが接続されていないので、同じ列における基板処理装置１同士の間隔を小さくすることができる。従って、行列において同じ列をなす２つの基板処理装置１に占有される前後の長さ、即ち一方の基板処理装置１のローダーモジュール２から他方の基板処理装置１のローダーモジュール２までの長さＬ１を小さくすることができ、それによって４つの基板処理装置１のフットプリントを抑えることができる。
また、基板処理装置１においては、ロードロックモジュール３とローダーモジュール２とが左右方向に接続されることで、ローダーモジュール２と処理モジュール６とが前後に列をなすように配置されている。このようなモジュールの配置によれば、ロードロックモジュール３の前方にローダーモジュール２を配置することに比べて、１つの基板処理装置１が占有する前後方向の長さが抑えられ、且つロードロックモジュール３及び処理モジュール６に共に臨む領域がデッドスペースとなることを防ぐことができる。つまり、ロードロックモジュール３とローダーモジュール２とが左右方向に接続されることで、基板処理装置１のフットプリントが抑制される。
さらに、図５に示すように基板処理装置１Ａ〜１Ｄを配置したとき、基板処理装置１Ａ、１Ｃの各ローダーモジュール２は、基板処理装置１Ｂ、１Ｄにおけるロードロックモジュール３及び左前方の処理モジュール６に共に臨む領域に向けて突出するように位置する。つまり、行列において同じ行をなす基板処理装置１同士を近接させても、一方の基板処理装置１のローダーモジュール２が他方の基板処理装置１のモジュールに干渉しない。従って、ローダーモジュール２とロードロックモジュール３とを左右に接続することで、行列における２つの列が占める幅Ｌ２を小さくすることができることからも、４つの基板処理装置１のフットプリントが抑制される。
（第２の実施の形態）
第２の実施の形態に係る基板処理装置８１について、図６を参照しながら基板処理装置１との差異点を中心に説明する。この基板処理装置８１を構成する真空搬送モジュール４は、平面で見たときの長方形の長辺が左右方向に沿うように配置されている。真空搬送モジュール４の２つの第１の側壁４２の各々には、インターフェイスプレート４６を介して処理モジュール６が取り付けられている。また、後方側の第２の側壁４３においては、インターフェイスプレート４６を介して２つの処理モジュール６が取り付けられている。前方側の第２の側面の他方においては、右側の開口部４４には盲板４７が取り付けられ、左側の開口部４４にはインターフェイスプレート４５を介してロードロックモジュール３が取り付けられている。
図７は、４つの基板処理装置８１を第１の実施形態と同様に２×２の行列状に配置した例を示しており、同じ列をなす２つの基板処理装置８１については処理モジュール６が２つ接続された第２の側壁４３が互いに向かい合うように配置されている。なお、基板処理装置８１Ａ、８１Ｂのローダーモジュール２は、ロードロックモジュール３に対して、図６で示した例とは左右の反対側に接続されている。真空搬送モジュール４に対してロードロックモジュール３及び処理モジュール６を既述のように接続したことにより、同じ列における２つの基板処理装置８１が占める前後方向の長さＬ３を、図５で示した同じ列における２つの基板処理装置１が占める前後方向の長さＬ１よりも小さくすることができる。
また、基板処理装置８１のロードロックモジュール３とローダーモジュール２とについても左右方向に接続されている。それによって前後方向に見てローダーモジュール２は真空搬送モジュール４に重なるように配置されている。従って、ロードロックモジュール３の前方にローダーモジュール２を配置することに比べて、１つの基板処理装置８１が占有する前後方向の長さが抑えられ、且つロードロックモジュール３及び真空搬送モジュール４に共に臨む領域がデッドスペースとなることが防がれている。つまり、この基板処理装置８１においてもロードロックモジュール３とローダーモジュール２とが左右方向に接続されることで、装置のフットプリントが大きくなることが抑制されている。
（第３の実施の形態）
第３の実施の形態に係る基板処理装置８２について、図８を参照しながら基板処理装置１との差異点を中心に説明する。なお、図８では図５の基板処理装置１及び図７の基板処理装置８１と同様に２×２の行列状に装置を配置した例を示しており、既述の規則に従って８２の後ろにＡ〜Ｄを付して各装置を示している。基板処理装置８２の真空搬送モジュール４においては、後方側の第１の側壁４２にも処理モジュール６が接続されており、２つの第２の側壁４３のうちの１つには１個の処理モジュール６と盲板４７とが取り付けられている。
基板処理装置８２Ａ、８２Ｂにおいて処理モジュール６が１個のみ設けられた第２の側壁４３が対向し、これらの第２の側壁４３において処理モジュール６が接続される前後の位置は互いに異なっている。同様に、基板処理装置８２Ｃ、８２Ｄにおいても処理モジュール６が１個のみ設けられた第２の側壁４３が対向し、これらの第２の側壁４３において処理モジュール６が接続される前後の位置は互いに異なっている。このようなモジュールの接続とすることで、基板処理装置８２Ａ〜８２Ｄにおける処理モジュール６が１つのみ設けられた第２の側壁４３に設けられる４つの当該処理モジュール６については、前後方向に見て一部が重なるように、基板処理装置８２Ａ、８２Ｃの列と、基板処理装置８２Ｂ、８２Ｄの列とを近接させることができ、この２つの列が占める幅Ｌ４を抑えることができる。
以上に説明してきた第１〜第３の実施の形態で明かなように、真空搬送モジュール４においては、筐体４１の側壁に複数設けられる開口部４４にロードロックモジュール３及び処理モジュール６を選択して装着することができるため、ロードロックモジュール３及び処理モジュール６についての配置の自由度が高い。それ故に、基板処理装置の平面形状の選択性が高く、基板処理装置を設置するスペースの大きさ、当該スペースの形状、及び当該スペースにおいて基板処理装置に対してキャリアＣを搬送する搬送機構の搬送経路などに応じて、ロードロックモジュール３及び処理モジュール６を真空搬送モジュール４に接続して、基板処理装置を構成することができる。従って、上記の装置を設置するスペースの都合や搬送機構の搬送経路などの制約によって、処理モジュール６の設置数や基板処理装置の設置数が制限されることを防ぐことができるため、半導体製品の生産性を高くすることができる。
さらに、真空搬送モジュール４の筐体４１を平面で見て長方形とし、第１の側壁４２、第２の側壁４３に各々開口部４４を設け、長方形の長辺をなす第２の側壁４３には長方形の短辺をなす第１の側壁４２よりも開口部４４の数を多く設ける構成としている。そのような構成とすることによって、筐体４１における開口部４４の数を多くすると共に、筐体４１の向きを変えることで基板処理装置の前後の長さを大きく変更することができる。つまり、上記の基板処理装置の平面形状の選択性がより高くなるように、真空搬送モジュール４が構成されている。
また、上記の各基板処理装置１、８１、８２については、真空搬送モジュール４の搬送機構５１により一括で４枚のウエハＷを、真空搬送モジュール４に複数設けられた処理モジュール６に各々搬送することで高いスループットを得ることができる。さらに各処理モジュール６では、この４枚のウエハＷを一括して処理するので、より高いスループットを得ることができる。
（第４の実施形態）
続いて、第４の実施形態の基板処理装置８３について、図９を参照しながら基板処理装置１との差異点を中心に説明する。この基板処理装置８３の真空搬送モジュール４の後方側の第１の側壁４２には盲板４７の代わりに処理モジュール６が接続されており、基板処理装置８３は合計５つの処理モジュール６により構成されている。また、ロードロックモジュール３の左側にはドアＤを介してローダーモジュール２が接続されている。従って、基板処理装置８３にはローダーモジュール２が２つ設けられている。平面で見て、ロードロックモジュール３の左側に設けられるローダーモジュール２は、ローダーモジュールの右側に設けられるローダーモジュール２に対して鏡像対称となるように構成されている。また、ロードロックモジュール３には、このようにローダーモジュール２が２つ設けられることに対応して、左右の各々の側壁に搬送口３２が形成されている。
この基板処理装置８３によればローダーモジュールが２つ設けられることで、ロードロックモジュール３に対するウエハＷの搬入出が速やかに行われる。また、処理モジュール６が５つ設けられるので、並行して処理を行うことができるウエハＷの枚数が、基板処理装置１において並行して処理されるウエハＷの枚数よりも多い。従って、基板処理装置８３においては、基板処理装置１よりもさらにスループットを高くすることができる。
（第５の実施形態）
第５の実施形態の基板処理装置８４について、図１０を参照しながら説明する。この基板処理装置８４は２つの真空搬送モジュール４と、当該２つの真空搬送モジュール４を互いに接続し、真空搬送モジュール４間でウエハＷを受け渡すために当該ウエハＷを載置する載置モジュール９とを備えている。平面で見て、各真空搬送モジュール４の長方形の長辺が前後方向に沿うように、各真空搬送モジュール４が前後に並べて配置されている。説明の便宜上、前方側の真空搬送モジュール４を４Ａ、後方側の真空搬送モジュールを４Ｂとする。真空搬送モジュール４Ａについては第１の実施形態の真空搬送モジュール４と同様にロードロックモジュール３及び真空搬送モジュール４が取り付けられている。ただし第１の実施形態とは異なり、真空搬送モジュール４Ａの後方の第１の側壁４２には盲板４７が装着されていない。真空搬送モジュール４Ｂについては、後方の第１の側壁４２に処理モジュール６が取り付けられ、２つの第２の側壁４３には２つずつ処理モジュール６が取り付けられている。
載置モジュール９について説明すると、載置モジュール９は平面視矩形状の筐体９１を備え、真空搬送モジュール４の開口部４４に当該筐体９１を差し込むことで載置モジュール９と真空搬送モジュール４との間の接続が行われるように構成されており、載置モジュール９と真空搬送モジュール４とは、互いに着脱自在である。筐体９１の４つの側壁のうちの互いに対向する２つには、ウエハＷの搬送口９２が、当該側壁を貫通するように開口している。筐体９１内には、ウエハＷが各々載置される４つの載置部９３が設けられている。
真空搬送モジュール４Ａの搬送機構５１と真空搬送モジュール４Ｂの搬送機構５１との間でウエハＷの受け渡しを行うにあたり、これらの搬送機構５１のうちの一方から４枚のウエハＷが４つの載置部９３に一括で搬送されて載置され、搬送機構５１のうちの他方が４つの載置部９３から一括でウエハＷを受け取る。載置部９３は、ロードロックモジュール３の支持部３４と同様に、例えばウエハＷの裏面を支持する３本の垂直なピンにより構成されているが、搬送機構５１に対してウエハＷの受け渡しを行うことができれば、そのような形状とすることには限られない。
上記の載置モジュール９が、真空搬送モジュール４Ａにおける後方の第１の側壁４２、真空搬送モジュール４Ｂにおける前方の第１の側壁４２に、各搬送口９２が真空搬送モジュール４Ａ、４Ｂの各筐体４１内に開口するように取り付けられている。ロードロックモジュール３から搬送されたウエハＷは、真空搬送モジュール４Ａ、４Ｂに接続される９個の処理モジュール６のいずれかに搬送されて処理を受ける。
この基板処理装置８４によれば、真空搬送モジュール４Ａ、４Ｂが互いに接続されることで、真空搬送モジュール４Ａ、４Ｂに共通のローダーモジュール２及びロードロックモジュール３から、真空搬送モジュール４Ａ、４Ｂに接続された９つの処理モジュール６にウエハＷを搬送することができる。従って、ローダーモジュール２及びロードロックモジュール３の設置数に対する処理モジュール６の設置数を大きくすることができるため、装置のフットプリントを抑えつつ、スループットを高くすることができる。
（第６の実施形態）
第６の実施形態の基板処理装置８５について、図１１を参照しながら基板処理装置８４との差異点を中心に説明する。この基板処理装置８５についても真空搬送モジュール４Ａ、４Ｂが載置モジュール９によって互いに接続されている。また基板処理装置８５の真空搬送モジュール４Ａには、真空処理装置８４の真空搬送モジュール４Ａと同様に各モジュールが接続されている。真空搬送モジュール４Ｂについては、図６に示した基板処理装置８１を構成する真空搬送モジュール４と同様に、平面で見たモジュールの長方形の長辺が左右方向に沿うように配置され、且つ当該真空搬送モジュール４において処理モジュール６及び盲板４７が設けられる位置と同じ位置に処理モジュール６及び盲板４７が設けられている。そして、真空搬送モジュール４Ａの後方側における第１の側壁４２の開口部４４と、真空搬送モジュール４Ｂの前方側における第２の側壁４３の開口部４４とに載置モジュール９が設けられている。
この基板処理装置８５についても、基板処理装置８４と同様にローダーモジュール２及びロードロックモジュール３の設置数に対する処理モジュール６の設置数を大きくすることができる。また、真空搬送モジュール４Ａ、４Ｂが既述の向きで載置モジュール９を介して互いに接続されているため、基板処理装置８４に比べて装置の前後の幅を小さくすることができ、それによって装置のフットプリントを小さくすることができる。
図１２は、真空搬送モジュール４の他の構成例を示している。図１２に示す真空搬送モジュール４は、各々ウエハＷを独立して搬送する２つの搬送機構５１を上下に各々備えており、下方側の搬送機構５１を５１Ａ、上方側の搬送機構を５１Ｂとして示している。搬送機構５１Ａは図２などで説明した搬送機構５１と同様である。搬送機構５１Ｂは搬送機構５１Ａとは上下逆に設けられており、搬送機構５１Ｂの基台５２は真空搬送モジュール４の筐体４１の天井に設けられている。
上側のロードロックモジュール３と処理モジュール６との間におけるウエハＷの搬送は搬送機構５１Ｂによって行われ、下側のロードロックモジュール３と処理モジュール６との間におけるウエハＷの搬送は搬送機構５１Ａによって行われる。つまり、搬送機構５１Ａは筐体４１内の上側領域９４においてウエハＷを搬送し、搬送機構５１Ｂは筐体４１内の下側領域９５においてウエハＷを搬送する。なお、搬送機構５１Ａ、５１Ｂは、共に処理モジュール６に対してウエハＷを受け渡すため、上側領域９４の下部と下側領域９５の上部とは互いに重なる。既述の各実施形態の真空搬送モジュール４を、このように搬送機構５１Ａ、５１Ｂを備えるように構成してもよい。
ところで処理モジュール６としてはＡＬＤにより成膜を行うモジュールとすることに限られず、例えばＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）により成膜を行うモジュールとして構成してもよいし、ドライエッチングを行うモジュールとして構成してもよい。また、これらの各処理を行うにあたりプラズマを形成しなくてもよい。ところで、処理モジュール６については互いに同様の処理を行うものとして説明してきたが、互いに異なる処理を行う処理モジュール６が真空搬送モジュール４に接続され、一の処理モジュール６にウエハＷが搬送されて処理を受けた後、他の処理モジュール６にウエハＷが搬送されて処理を受けてから当該ウエハＷがキャリアＣに戻されるようにしてもよい。例えば上記の一の処理モジュール６としては上記のＡＬＤによる成膜を行うモジュールとし、上記の他の処理モジュール６としては、ウエハＷを真空雰囲気で加熱するアニールモジュールとすることができる。また、一の処理モジュール６、他の処理モジュール６は、例えば互いに異なる種類の膜をウエハＷに成膜するモジュールであってもよい。
ところで、搬送機構５１の支持部本体５６を図に示した例よりも短くし、１つの支持部本体５６が１枚のウエハＷを支持する、つまり搬送機構５１が２枚のウエハＷを一括して搬送してもよい。また、搬送機構５１に支持部本体５６が１つのみ設けられ、搬送機構５１が２枚のウエハＷを一括して搬送してもよい。即ち、１つの処理モジュール６における載置台６７Ａ、６７Ｂに対する４枚のウエハＷの受け渡しが、２回に分けて行われるようにしてもよい。なお、搬送機構５１は複数枚のウエハＷを搬送することには限定されず、１枚のみのウエハＷを搬送するように構成されていてもよい。また、処理モジュール６としても４枚のウエハＷを一括で処理することには限られず、１枚のみを処理する構成であってもよいし、４枚以外の複数枚を処理する構成であってもよい。
さらに、上記のロードロックモジュール３、処理モジュール６を真空搬送モジュール４に各々接続するアダプタとしては板であることには限られず、例えばブロック状に構成されていてもよい。また、複数の載置モジュール９を設けて、３つ以上の真空搬送モジュール４を互いに接続してもよい。また、載置モジュール９において、筐体９１のウエハＷの搬送口９２をゲートバルブにより開閉できるように構成すると共にロードロックモジュール３と同様に筐体９１内の圧力が変更できるように構成してもよい。その場合、互いに接続される真空搬送モジュール４内の圧力が互いに異なっていても、これらの真空搬送モジュール４間でウエハＷを搬送することができる。
また、ロードロックモジュール３は２つ設けられることには限られず、１つであってもよいし、３つ以上が上下方向に並べて設けられてもよい。その場合、設けられるロードロックモジュール３の数に対応した搬送口４５Ａが、各ロードロックモジュール３の高さに対応する高さに位置するようにインターフェイスプレート４５に設けられる。また、処理モジュール６についてもロードロックモジュール３と同様に複数段に設け、インターフェイスプレート４６には搬送口４６Ａが複数段に設けられるようにしてもよい。
また、真空搬送モジュール４の筐体４１を既述の例よりも大きく構成し、第１の側壁４２には２個以上の開口部４４が横方向に並んで設けられるようにしてもよいし、第２の側壁４３には３個以上の開口部４４が横方向に並んで設けられるようにしてもよい。ただし、基板処理装置のレイアウトの自由度を高くするために、第２の側壁４３に設けられる開口部４４の数は、第１の側壁４２に設けられる開口部４４の数よりも多くすることが好ましい。
なお、上記の基板処理装置８３〜８５についても例えば基板処理装置１と同様に４つ、行列状に配置することができる。ただし、図示した各基板処理装置の行列状の配置は一例であり、基板処理装置の設置数及び複数の基板処理装置の配置は任意である。また、本発明としては、既述した各実施の形態に限られるものではなく、各実施の形態は適宜変更してもよいし、互いに組み合わせてもよい。
ところで、既述した各基板処理装置において、ロードロックモジュール３とキャリアＣとの間の搬送を速やかに行い、装置のスループットを高くすることが求められている。上記のローダーモジュール２は、そのように速やかな搬送を行うことができるように構成されており、以下、当該ローダーモジュール２について、より詳しく説明する。
図１３は、図１などで説明した搬送機構２４の斜視図である。ローダーモジュール用の基板搬送機構である搬送機構２４は、既述のように多関節アームを備えている。当該多関節アームの先端部を構成する２つの保持部２５は上下方向に配列され、各々独立して回動自在に構成されると共に、既述したように各々ウエハＷを保持することができる。また、搬送機構２４は、当該多関節アームの基部側を支持する支持台１０１を備えており、支持台１０１は昇降機構１０２により昇降自在に構成されている。つまり、保持部２５は水平移動自在且つ昇降移動自在であり、この水平移動と昇降移動との協働で、既述したように装置内の各部にウエハＷを受け渡すことができる。
続いてローダーモジュール２に設けられる２つのアライメント機構２６について、図１４、図１５を参照して説明する。図１４は各アライメント機構２６の斜視図である。また、図１５は、各アライメント機構２６の構成を極めて簡略化して示す側面図である。上記のようにアライメント機構２６は２つ、上下に設けられており、各アライメント機構２６は基板の位置検出機構をなす。以降は、下段側のアライメント機構を２６Ａ、上段側のアライメント機構を２６Ｂとして記載する。アライメント機構２６Ａ、２６Ｂは互いに同様に構成されており、代表してアライメント機構２６Ａについて説明する。アライメント機構２６Ａは、各々水平な円形に構成されたウエハＷの載置部１１１、１１２を備えており、載置部１１１、１１２は上下に間隔を空けて、平面視互いに重なり合うように設けられている。なお、下側の載置部を１１１、上側の載置部を１１２としている。
図１５に示すように、載置部１１１、１１２の中心部から垂直下方に向けて各々シャフト１１３が延伸されている。図中１１４はプーリーであり、各シャフト１１３の下部に設けられ、シャフト１１３と共に回転する。載置部１１１、１１２の側方には、垂直に伸びるシャフト１１５が設けられており、当該シャフト１１５の下端はシャフト１１５を回転させる回転機構であるモーター１１６に接続されている。図中１１７は、シャフト１１５の上側、下側に各々設けられるプーリーであり、当該シャフト１１５と共に回転する。そして、上側に各々配置されるプーリー１１４、１１７に、下側に配置されるプーリー１１４、１１７に各々タイミングベルト１１８が巻き掛けられている。このような構成により、モーター１１６によりシャフト１１５が回転すると、タイミングベルト１１８により動力が伝達され、載置部１１１、１１２が共に、その中心軸周りに回転する。なお、図中１１９は筐体であり、シャフト１１５及びプーリー１１７を囲むように伸びる垂直部１１９Ａと、垂直部１１９Ａから上下２段に水平に延出され、タイミングベルト１１８、シャフト１１３及びプーリー１１４を囲む水平部１１９Ｂとを備えている。
このようにモーター１１６については、載置部１１１、１１２で共用される構成とされ、さらに載置部１１１、１１２の側方に設けられている。このような構成とすることで、２つのモーター１１６を載置部１１１、１１２の下方に各々配置して、各モーター１１６により載置部１１１、１１２を回転させる構成とするよりも、載置部１１１、１１２間の距離を小さくすることができる。従って、上記の搬送機構２４がこれら載置部１１１、１１２に各々アクセスするにあたり、必要な移動距離が大きくなることを防ぐことができるので、後述するローダーモジュール２内でのウエハＷの搬送を速やかに行うことができる。
図中１２１は光検出部であり、当該光検出部１２１を構成する側方へ突出する２つの突片は、載置部１１１、１１２に各々載置されるウエハＷの周縁部を上下方向に挟むように形成されている。この２つの突片が互いに対となる透過型の光センサとして構成されており、上側の突片は投光部、下側の突片は受光部をなし、投光部から受光部へ垂直下方に光を照射する。図１５中の点線の矢印は、投光部と受光部との間の光路を示している。
載置部１１１、１１２によるウエハＷの回転中にこの光照射が行われ、受光部は受光した光強度に応じて検出信号を制御部１０に送信し、制御部１０はウエハＷの位置を検出する。このウエハＷの位置には例えば、ウエハＷの周縁部に形成された切り欠き（ノッチ）の位置及びウエハＷの周縁部の位置が含まれる。なお、このウエハＷの位置の検出は、アライメント機構２６Ａにおいて載置部１１１、１１２のいずれか一方のみにウエハＷが載置された状態で行われる。アライメント機構２６Ｂについても同様に、載置部１１１、１１２のいずれか一方のみにウエハＷが載置された状態で、ウエハＷの位置の検出が行われる。また、後述の搬送機構２４の動作説明において、位置検出済みのウエハＷは、保持部２５に受け渡される際に載置部１１１、１１２の回転によりノッチが所定の向きに向けられ、且つ保持部２５上の所定の位置に位置するように当該保持部２５に受け取られるものとする。
図１４に示すように、アライメント機構２６Ａの載置部１１１、１１２と、アライメント機構２６Ｂの載置部１１１、１１２とは、平面視互いに重なり、アライメント機構２６Ａのシャフト１１５及びモーター１１６と、アライメント機構２６Ｂのシャフト１１５及びモーター１１６とは、ウエハＷの回転方向に互いにずれて設けられている。このように配置されることで、アライメント機構２６Ａの載置部１１１、１１２と、アライメント機構２６Ｂの載置部１１１、１１２との距離が長くなることを防ぐことができる。それにより、搬送機構２４がアライメント機構２６Ａ、２６Ｂにアクセスするにあたり、必要な移動距離が大きくなることが抑制され、後述するローダーモジュール２内でのウエハＷの搬送を速やかに行うことができる。
続いて、搬送機構２４の動作を示す図１６〜図２８を参照しながら、基板処理装置１のローダーモジュール２におけるウエハＷの搬送について詳細に説明する。この図１６〜図２８では、上記のようにアライメント機構２６Ａ、２６Ｂにて位置検出済みで処理モジュール６で処理を受けていないウエハＷについては多数のドットを付して示し、処理モジュール６で処理済みのウエハＷについてはハッチングを付して示している。アライメント機構２６Ａ、２６Ｂで位置未検出のウエハＷについては、ドット及びハッチングを付していない。
また、以降の説明では既述の２つのロードロックモジュール３について、下側のロードロックモジュール３、上側のロードロックモジュール３を夫々３Ａ、３Ｂとし、ロードロックモジュール３Ａが真空搬送モジュール４へウエハＷを搬送するために、ロードロックモジュール３Ｂがローダーモジュール２へウエハＷを搬送するために夫々用いられるものとする。なお、既述のようにロードロックモジュール３Ａ、３Ｂに設けられる４つの支持部３４は、真空搬送モジュール４にウエハＷを受け渡せるように横方向に並べて配置されるが、図２２、図２４などでは図示の便宜上、上下方向に並べて示している。また、図２９のタイミングチャートも適宜参照する。このタイミングチャートは、搬送機構２４がアクセスする対象が時間と共に変化する様子を示したものである。
キャリアＣから既に複数回ウエハＷが取り出された状態で、新たに当該キャリアＣからウエハＷの取り出しを開始する時点から説明を開始する。先ず、搬送機構２４により、キャリアＣから２枚のウエハＷ（説明の便宜上、ウエハＷ１、Ｗ２とする）が一括して搬出される（図１６、チャート中時刻ｔ１）。このときアライメント機構２６Ａ、２６Ｂでは載置部１１１、１１２のうち、１１１のみに位置検出済みのウエハＷ（説明の便宜上、ウエハＷ３とする）が載置され、アライメント機構２６Ｂでは載置部１１１、１１２のうち、１１１のみに位置未検出のウエハＷ（説明の便宜上、ウエハＷ４とする）が載置されているものとする（図１７）。ウエハＷ１がアライメント機構２６Ａの載置部１１２に受け渡され、搬送機構２４の保持部の２５の一つが空いた状態（ウエハＷを保持していない状態）になると共に、アライメント機構２６ＢではウエハＷ４の位置検出が行われる（図１８、チャート中時刻ｔ２）。そして、ウエハＷ４が位置検出済みとなり、アライメント機構２６Ａにおいて位置検出済みのウエハＷ３が、上記の空いた保持部２５により受け取られる（図１９）。
続いて、搬送機構２４によりウエハＷ２がアライメント機構２６Ｂの載置部１１２に受け渡され、搬送機構２４の保持部２５の一つが空いた状態になると共に、アライメント機構２６ＡではウエハＷ１の位置検出が行われる（図２０、チャート中時刻ｔ１）。そして、ウエハＷ１が位置検出済みとなり、アライメント機構２６Ｂにおいて位置検出済みのウエハＷ４が、上記の空いた保持部２５により受け取られる（図２１）。
然る後、搬送機構２４はロードロックモジュール３Ａの４つの支持部３４の２つにウエハＷ３、Ｗ４を受け渡し、搬送機構２４の２つの保持部２５が空いた状態となる（図２２、図２３、時刻ｔ４）。また、このようにウエハＷ３、Ｗ４の受け渡しが行われる間、アライメント機構２６Ｂでは受け渡されたウエハＷ２の位置検出が行われる。続いて搬送機構２４は、ロードロックモジュール３Ｂで４つの支持部３４に各々支持された処理済みのウエハＷ（ウエハＷ５とする）のうち２枚を空いた保持部２５で保持し（図２４、図２５）、キャリアＣへと一括で搬送して受け渡す（図２６、時刻ｔ５）。
これ以降は時刻ｔ１〜ｔ５の動作として説明した、キャリアＣ→アライメント機構２６Ａ→アライメント機構２６Ｂ→ロードロックモジュール３Ａ→ロードロックモジュール３Ｂ→キャリアＣの順番での搬送機構２４によるウエハＷの受け渡しが再度行われる。この一連の順番でのウエハＷの受け渡しを１つの搬送サイクルとして、時刻ｔ１〜時刻ｔ５における搬送サイクルの次の搬送サイクルについて簡単に説明する。先ず、キャリアＣから２枚のウエハＷ（図２６中、ウエハＷ６、Ｗ７としている）が搬送機構２４により取り出されて一括して搬送される。
このとき図２１で示したようにアライメント機構２６Ａ、２６Ｂでは載置部１１１が空いている状態になっているので、搬送機構２４はアライメント機構２６Ａの載置部１１１にウエハＷ６を受け渡し（時刻ｔ６）、空いた保持部２５により当該アライメント機構２６Ａで位置検出済みのウエハＷ１を受け取る。つまり、ウエハＷの受け渡し先の載置部が１１１、ウエハＷの受取り先の載置部が１１２となることを除いては、図１７〜図１９で説明した動作と同様の動作が行われる。続いて、搬送機構２４はアライメント機構２６Ｂの載置部１１１にウエハＷ７を受け渡し（時刻ｔ７）、空いた保持部２５により当該アライメント機構２６Ｂで位置検出済みのウエハＷ２を受け取る。つまり、ウエハＷの受け渡し先の載置部が１１１、ウエハＷの受取り先の載置部が１１２となることを除いては、図２０〜図２１で説明した動作と同様の動作が行われる。アライメント機構２６Ａ、２６Ｂでは、受け渡されたウエハＷ６、Ｗ７について夫々位置検出が行われる。その一方で、搬送機構２４は受け取ったウエハＷ１、Ｗ２をロードロックモジュール３Ａに一括で搬送して、空いている２つの支持部３４に受け渡す（図２７、図２８、時刻ｔ８）。
その後、ロードロックモジュール３Ａには既述のように真空搬送モジュール４の搬送機構５１がアクセスし、ウエハＷ１〜Ｗ４が一括で当該真空搬送モジュール４に搬送される。ウエハＷ１、Ｗ２をロードロックモジュール４に受け渡した搬送機構２４は、ロードロックモジュール３Ｂの支持部３４に支持されている残りの２枚のウエハＷ５（図２５参照）を受け取り、一括でキャリアＣに搬送する。
上記のようにローダーモジュール２においては載置部１１１、１１２を各々備えるアライメント機構２６Ａ、２６Ｂが設けられ、各アライメント機構２６Ａ、２６Ｂにおいて載置部１１１、１１２に載置されたウエハＷの位置が各々検出可能とされている。そして、搬送機構２４によってキャリアＣから取り出されたウエハＷをアライメント機構２６Ａ、２６Ｂに搬送するにあたり、同じアライメント機構を構成する載置部１１１、１１２の一方は位置検出済みのウエハＷが待機する状態、他方はキャリアＣから取り出されたウエハＷを載置可能であるように空いた状態、となるようにウエハＷの搬送が制御される。この搬送の制御をより具体的に述べると、一の搬送サイクルでは載置部１１１、１１２のうちの一方にウエハＷが載置される。そして、次の搬送サイクルでは載置部１１１、１１２のうちの他方にウエハＷが載置されると共に一の搬送サイクルで載置部１１１または１１２に載置されたウエハＷがロードロックモジュール３Ａに搬送される。つまり、同じアライメント機構を構成する載置部１１１、１１２について時系列で見ると、交互に順番にウエハＷが搬送され、且つ交互に順番にロードロックモジュール３ＡへとウエハＷが搬出されていくことになる。
このように載置部１１１、１１２への搬送が行われることにより、搬送機構２４の保持部２５に空きがなくても、載置部１１１、１１２のうちの空いている載置部を利用して、アライメント機構２６Ａまたは２６Ｂと搬送機構２４との間で、ウエハＷを互いに入れ替えるように搬送することができる。従って、搬送機構２４は２枚のウエハＷを一括してキャリアＣから取り出し、アライメント機構２６Ａ、２６Ｂへと搬送することができる。従って、搬送機構２４がウエハＷを取り出すためにキャリアＣにアクセスする回数を抑えることができるので、基板処理装置１のスループットを向上させることができる。
なお、上記の各図で示した搬送例ではアライメント機構２６Ａ、２６ＢからウエハＷ３、Ｗ４をロードロックモジュール３Ａに搬送した後、ウエハＷ１、Ｗ２をロードロックモジュール３Ａに搬送する前にロードロックモジュール３ＢからキャリアＣへのウエハＷ５の搬送を行っているが、このウエハＷ５の搬送よりも先にウエハＷ１、２をロードロックモジュール３Ａに搬送し、その後ロードロックモジュール３Ｂから各ウエハＷ５をキャリアＣに搬送してもよい。つまり、アライメント機構２６Ａ、２６Ｂを介したロードロックモジュール３Ａへの２枚ずつの計４枚のウエハＷの搬送と、ロードロックモジュール３ＢからキャリアＣへの２枚ずつの計４枚のウエハＷの搬送とを交互に行うように搬送機構２４の動作を制御してもよい。ただし、各図で示したようにロードロックモジュール３ＡにウエハＷを受け渡した次に、ロードロックモジュール３ＢからウエハＷをキャリアＣに搬送するようにした方が、効率良く搬送を行うことができる。
ところで、図３０に示すようにアライメント機構２６Ａまたは２６Ｂの載置部１１１、１１２を横方向に配置し、光検出部１２１はこの載置部１１１、１１２の配列方向に比較的長い幅を持ち、載置部１１１、１１２間を通過する光路をなすように下方へ光を照射することで、載置部１１１、１１２に各々載置されるウエハＷの位置検出を行うようにしてもよい。図中の点線の矢印が当該光路を示している。ただし、アライメント機構２６Ａ、２６Ｂの占有床面積が大きくなることによりこれらアライメント機構２６Ａ、２６Ｂを配置する位置についての制約が大きくなってしまうし、そのように光路の幅を大きくすることで当該光路が外乱の影響を受けるおそれが有るため、既述のように載置部１１１、１１２については上下に配置することが好ましい。
また、搬送機構２４の保持部２５は３つ以上設けられ、３つ以上のウエハＷを一括でキャリアＣから取り出して搬送するようにしてもよい。例えば搬送機構２４に３つの保持部２５（便宜上、２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃとする）が設けられるものとし、そのように一括で取り出した位置未検出のウエハＷをアライメント機構２６Ａ、２６Ｂに搬送するとする。先ず、アライメント機構２６Ａと保持部２５Ａとの間でウエハＷが入れ替わるように受け渡されて、アライメント機構２６Ａが位置未検出のウエハＷを保持して位置検出が開始される一方、保持部２５Ａが位置検出済みのウエハＷを保持する。
続いて、アライメント機構２６Ｂと保持部２５Ｂとの間でウエハＷが入れ替わるように受け渡されて、アライメント機構２６Ｂが位置未検出のウエハＷを保持し、保持部２５Ｂが位置検出済みのウエハＷを保持する。そして、アライメント機構２６Ａと保持部２５Ｃとの間でウエハＷが入れ替わるように受け渡されて、アライメント機構２６Ａが位置未検出のウエハＷを保持し、保持部２５Ｃが位置検出済みのウエハＷを保持する。なお、この保持部２５Ｃに保持されたウエハＷは、位置検出前は保持部２５Ａが保持していたウエハＷである。そして、保持部２５Ａ〜２５Ｃによりロードロックモジュール３Ａへ位置検出済みのウエハＷが搬送される。従って、搬送機構２４の保持部２５の数とアライメント機構の数は同じであってもよいし、異なっていてもよい。また、設けられるアライメント機構の数を３つ以上としてもよい。
なお、基板処理装置１に設けられたローダーモジュール２の動作として説明したが、既述した他の各装置のローダーモジュール２においても同様にウエハＷの搬送を行うことができる。また、ウエハＷの搬送手法やローダーモジュール２の構成は上記の例に限られず、適宜変更することができる。
１ 基板処理装置
２ ローダーモジュール
２４ 搬送機構
２５ 保持部
２６Ａ、２６Ｂ アライメント機構
３ ロードロックモジュール
４ 真空搬送モジュール
４４ 開口部
４５、４６ インターフェイスプレート
５１ 搬送機構
６ 処理モジュール

Claims (12)

  1. ロードロックモジュールと、基板を真空処理するための複数の処理モジュールと、が接続され、当該ロードロックモジュールと前記処理モジュールとの間で前記基板を搬送する基板搬送機構を備えた真空搬送モジュールにおいて、
    内部に真空雰囲気が形成される筐体と、
    前記ロードロックモジュールを専用に接続するための第１のアダプタ及び前記処理モジュールを専用に接続するための第２のアダプタのうちの１つが各々選択して取り付けられるように前記筐体の側壁に複数形成された、当該第１のアダプタ及び第２のアダプタに対して共通のアダプタ装着部と、
    を備えたことを特徴とする真空搬送モジュール。
  2. 前記筐体は平面で見て長方形であり、当該長方形の互いに対向する短辺の各々に少なくとも１つのアダプタ装着部が設けられると共に、当該長方形の互いに対向する長辺の各々に当該長辺に沿って、前記短辺に設けられるアダプタ装着部の数よりも多い数のアダプタ装着部が設けられ、平面で見た前記アダプタ装着部の配列は前後、左右において対称であることを特徴とする請求項１記載の真空搬送モジュール。
  3. 前記真空搬送室に設けられた複数のアダプタ装着部の少なくとも一つは、前記第１のアダプタ及び第２のアダプタのいずれもが取り付けられずに、閉塞部材により気密に閉じられていることを特徴とする請求項１または２記載の真空搬送モジュール。
  4. 前記第１のアダプタ及び第２のアダプタは、前記基板の搬送路を形成する搬送路形成部材であ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真空搬送モジュール。
  5. 前記基板搬送機構は複数設けられ、前記筐体内の上側領域、下側領域において各々独立して前記基板が搬送されることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一つに記載の真空搬送モジュール。
  6. 前記複数の処理モジュールの各々は、当該処理モジュールの基板搬送口から見て左右の基板の並びが前後に二列配置されて合計４枚の基板が載置されるように構成され、
    前記基板搬送機構は、前記処理モジュールの基板の並びに対応した並びにより２枚または４枚の基板を一括して搬送できるように構成されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一項に記載の真空搬送モジュール。
  7. 請求項１ないし６のいずれか一つに記載の真空搬送モジュールと、
    前記ロードロックモジュールと、
    前記複数の処理モジュールと、
    前記第１のアダプタ及び第２のアダプタと、
    前記基板を格納した搬送容器が載置され、当該搬送容器と前記ロードロックモジュールとの間で前記基板を搬送するローダーモジュールと、
    を備えたことを特徴とする基板処理装置。
  8. 前記ロードロックモジュールと、前記真空搬送モジュールとの配列方向を前後方向とすると、
    前記ロードロックモジュールと前記ローダーモジュールとの配列方向は左右方向であることを特徴とする請求項７記載の基板処理装置。
  9. 前記ローダーモジュールは前記ロードロックモジュールの左右に各々設けられることを特徴とする請求項８記載の基板処理装置。
  10. 前記真空搬送モジュールは複数設けられ、一の真空搬送モジュールの前記アダプタ装着部の一つと他の真空搬送モジュールの前記アダプタ装着部の一つとには、前記第１のアダプタ、第２のアダプタ及び閉塞部材のいずれもが設けられず、当該一の真空搬送モジュールと他の真空搬送モジュールとの間で前記基板を受け渡すために当該基板が載置される載置用モジュールが設けられることを特徴とする請求項７ないし９のいずれか一つに記載の基板処理装置。
  11. 前記ローダーモジュールには、
    前記基板が各々載置される複数の載置部と、
    前記複数の載置部に共有され、前記各載置部に載置された基板の位置を検出するためのセンサと、
    前記位置が検出された基板を、当該ローダーモジュールに搬送するローダーモジュール用の基板搬送機構と、
    が設けられることを特徴とする請求項７ないし１０のいずれか一つに記載の基板処理装置。
  12. 前記複数の載置部と前記センサとを位置検出機構とすると、当該位置検出機構は複数設けられ、
    前記ローダーモジュール用の基板搬送機構は、前記搬送容器から複数の基板を一括で前記各位置検出機構へ搬送し、複数の基板のうちの一の基板を一の位置検出機構をなす前記載置部に、複数の基板のうちの他の基板を他の位置検出機構をなす前記載置部に夫々受け渡すことを特徴とする請求項１１記載の基板処理装置。
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