JP2021072424A - 基板収容ユニット及び基板搬送装置における真空搬送ユニットのメンテナンス方法 - Google Patents
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Abstract
Description
例えば、特許文献1のマルチクラスタツールでは、前述のように、ロボットウェハ搬送機構を含む第1のトランスファスペースと第2のトランスファスペースとの間に、パススルーチャンバとしても用いられるプレクリーンチャンバが設けられている。
(a)基板収容ユニットが真空搬送ユニット間に位置する場合に、真空搬送ユニットと真空処理ユニットとの間で基板を搬送するために両者を連通させたときに、連通による圧力変動が真空処理ユニットに隣接する真空搬送ユニットでのみ生じ、圧力変動の影響が他の真空搬送ユニットへ伝播することを抑制するため
(b)基板収容ユニットが真空搬送ユニット間に位置する場合において、メンテンナンス時にいずれか一方の真空搬送ユニットのみを大気開放するため
(c)基板収容ユニットが加熱機能を有する場合において、加熱された基板から気化した成分が真空搬送ユニットに流入し、当該真空搬送ユニットが搬送する基板に悪影響を及ぼすことを防ぐため
また、大気圧搬送装置21の奥側(図1のY方向正側)には、ゲートバルブG1を介してロードロック室12が接続されている。なお、ロードロック室12の奥側(図1のY方向正側)にはゲートバルブG2を介して、処理ステーション11の真空搬送装置30、具体的には、後述の真空搬送室311が接続されている。
また、真空搬送装置30は、図のY方向に沿って複数設けられた真空搬送室31と、互いに隣接する真空搬送室31の間等に配設されたウェハ収容室32とが一体化されたものである。真空搬送室31、ウェハ収容室32はそれぞれ、平面視において略多角形状をなすように形成された筐体を有しており、真空搬送装置30は、これらの筐体が一体化された筐体を有している。
また、真空搬送装置30の幅方向他方側(図のX方向正側)の外側において、奥行き方向(図のY方向)に沿って真空処理室404〜406が配設されており、それぞれ対応する真空搬送室31に接続されている。具体的には、真空処理室404が、ゲートバルブG14を介して、真空搬送室313に接続され、真空処理室405が、ゲートバルブG15を介して、真空搬送室312に接続され、真空処理室406が、ゲートバルブG16を介して、真空搬送室311に接続されている。
なお、以下の説明では、温度調節室32のうち、温度調節室322及び温度調節室323が上記高温加熱処理を行い、温度調節室321が上記低温冷却処理を行い、温度調節室326が上記室温処理を行うものとする。
温度調節室32の具体的な構成については後述する。
中継室32の具体的な構成については後述する。
なお、例えば、真空処理室401では、電極層または下地層が形成され、真空処理室402では、磁気抵抗素子の固定層が形成され、真空処理室403では、参照層が形成される。また、例えば、真空処理室404では、バリア層が形成され、真空処理室405では、自由層が形成され、真空処理室406では、キャップ層または電極層が形成される。
図2は、温度調節室322の縦断面図である。図3は図2の部分拡大図である。
以下では、筐体100内の空間を上下方向に分割したときの搬入出口101a側の空間を第1空間S1、搬入出口101a側とは反対側の空間を第2空間S2とする。
なお、筐体本体101は、奥側(図のY方向正側)の側壁には、隣接する真空搬送室313に対するウェハWの搬入出口が設けられていない。
この載置台110には、その下面の外周側の領域及びその側周面を周方向に亘って覆うように環状部材としてのカバー部材112が設けられている。カバー部材112を設けることにより、載置台110の熱が筐体100等の外部に影響を及ぼすのを抑制することや、加熱機構111による載置台110の加熱効率を高めることができる。
なお、載置台110の下面中央部には、上下方向に延在する支柱113の上端部が接続されている。支柱113の下端部は筐体本体101の底壁に接続されている。
筐体100内の上述の第1空間S1と第2空間S2とが連通している状態から、この弁体141を上下動させることにより、第1空間S1と第2空間S2とを当該弁体141により気密に隔てることができる。具体的には、弁体141を下降させて、環状凸部101dの上面に当接させることにより、第1空間S1と第2空間S2とを気密に隔てることができる。
第1空間S1と第2空間S2とを弁体141によって気密に隔てる際、ウェハWが載置された載置台110をシールド部材151で囲うことにより、例えば以下のような効果がある。
(i)載置台110によるウェハWに対する上述の高温加熱処理後、弁体141を前述の閉位置から前述の開位置に移動させるときに、第2空間S2内のウェハWから気化した成分が真空搬送室312に流れ込むのを抑制することができる。
(ii)弁体141と環状凸部101dとが接触したときに生じた異物が載置台110上のウェハWに悪影響を及ぼすのを防ぐことができる。
(iii)載置台110の熱が筐体100等の外部に影響を及ぼすのを抑制すること等ができる。
なお、搬入出口101aを介して筐体100内に進入するウェハ搬送機構502の搬送アーム512と支持ピン121との間でウェハWを受け渡すときに、上述の出し入れ口151aは用いられる。
また、シールド部材151の出し入れ口151aの上端151bが、載置台110上のウェハWの上面より下方に位置することが好ましい。
図4は、中継室325の縦断面図である。
なお、真空搬送室311に対し、ウェハWを加熱しウェハWから脱ガスさせるデガス処理を行うデガス室(図示せず)を設け、真空処理室401にウェハWを搬入する前に、上記デガス室で当該ウェハWに対しデガス処理を行ってもよい。
載置後、ゲートバルブG12が閉じられ、真空処理室402が密閉された後に、当該真空処理室402内で、ウェハWに対し成膜処理が行われ、ウェハW上に例えば磁気抵抗素子の固定層が形成される。
載置後、ゲートバルブG13が閉じられ、真空処理室403が密閉された後に、当該真空処理室403内で、ウェハWに対し成膜処理が行われ、ウェハW上に例えば参照層が形成される。
載置後、ゲートバルブG14が閉じられ、真空処理室404が密閉された後に、当該真空処理室404内で、ウェハWに対し成膜処理が行われ、ウェハW上に例えばバリア層が形成される。
この状態で、ウェハWに対し載置台110による前述の高温加熱処理が行われる。上記高温加熱処理は、例えば、圧力センサ(図示せず)によって検出される筐体100内の第2空間S2内の圧力が予め定められた圧力以下になるまで行われる。この高温加熱処理により膜質が向上する。
室温処理後、前述の温度調節室323から真空搬送室313へのウェハWの搬出のときと同様に、温度調節室326から真空搬送室313へのウェハWの搬出が行われる。なお、ウェハWの搬出後は、温度調節室326の弁体141の下降が行われ、弁体141は閉位置とされる。
載置後、ゲートバルブG15が閉じられ、真空処理室405が密閉された後に、当該真空処理室405内で、ウェハWに対し成膜処理が行われ、ウェハW上に例えば自由層が形成される。
そして、例えばこの状態で、予め定められた時間維持される。これにより、ウェハWが室温に戻される。なお、中継室325内でウェハWを室温に戻すため、中継室325に、温度調節室326等と同様に、温度調節機構を有するウェハWの載置台を設けてもよい。
ウェハWが室温に戻された後、前述と逆の手順で、ウェハWが中継室325から搬出され、真空搬送室312内に搬入される。なお、ウェハWの搬出後は、中継室325の弁体141の下降が行われ、弁体141は閉位置とされる。
温度調節室322における載置台110によるウェハWに対する前述の高温加熱処理は、例えば、温度調節室323における同加熱処理と同様に、圧力センサ(図示せず)によって検出される筐体100内の第2空間S2内の圧力が予め定められた圧力以下になるまで行われる。上記高温加熱処理により膜質が向上する。
載置後、ゲートバルブG16が閉じられ、真空処理室406が密閉された後に、当該真空処理室406内で、ウェハWに対し成膜処理が行われ、ウェハW上に例えばキャップ層または電極層が形成される。
真空搬送室311のメンテナンスに際し、当該真空搬送室311に隣接する中継室324の弁体141は、予め駆動機構144の駆動により、上下方向に移動し、具体的には下降し、前述の開位置から閉位置とされる。そのため、中継室324の搬入出口201aを介して真空搬送室311と連通する第1空間S1と、中継室324の搬入出口201bを介して真空搬送室312と連通する第2空間S2とは、気密に隔てられる。
この状態で、第1空間S1と連通する真空搬送室311の蓋(図示せず)が開状態とされ、当該真空搬送室311内が大気解放される。このとき、上述のように中継室324の第1空間S1と第2空間S2とは気密に隔てられているため、中継室324を介して真空搬送室311に隣接する他の真空搬送室312内が大気解放されることはない。
その後、真空搬送室311の蓋が閉じられ、当該真空搬送室311が、再び密閉され、排気される。
真空搬送室311内の圧力が予め定められた圧力以下になると、駆動機構144の駆動により中継室324の弁体141を上昇させて開位置とすることが可能になる。
(A)一の真空搬送室31と隣接する真空処理室40とを連通させたときに、連通によるチャンバ内の圧力変動が上記一の真空搬送室31でのみ生じ、圧力変動の影響が他の真空搬送室31へ伝播することを抑制する。
(B)メンテンナンス時に、中継室324、325に奥行き方向に隣接する2つの真空搬送室31のうちいずれか一方の真空搬送ユニットのみを大気開放し、これにより、例えば、両方が大気開放される場合よりメンテナンス時間を短縮化する。
(C)高温での処理を行う温度調節室322の内で加熱されたウェハから気化した成分が、温度調節室322に隣接する真空搬送室312に流入するのを防ぎ、これにより、真空搬送室312が搬送するウェハWに上記成分が悪影響を及ぼすことを防ぐ。
従来、上記(A)〜(C)を達成するためには、真空搬送室31と当該真空搬送室31と連接方向に隣接するウェハ収容室32との間にゲートバルブが必要であった。ゲートバルブは、ウェハ収容室32の外部に配設され、ウェハ収容室32の外部で上下動するのに対し、本実施形態においてゲートバルブに代えて用いられている弁体141は、ウェハ収容室32の筐体100、200内に設けられ、筐体100、200内で上下動する。したがって、本実施形態では、ゲートバルブを用いる場合に比べて、当該ウェハ収容室32を有する真空搬送装置30をそのフットプリントを小さくし小型化することができる。さらに、この真空搬送装置30を有する処理システム1を小型化することができる。
さらに、従来、予備加熱処理専用または予備冷却処理専用の、真空処理室40と同等な構造を有するモジュールを用いる場合があった。この場合に比べて、本実施形態にかかる真空搬送装置30を備える処理システム1は、上述のような専用モジュールを設ける必要がないため、当該処理システム1のフットプリントを削減することができる。
さらにまた、ウェハWの予備加熱処理や予備冷却処理を行うことができるため、真空処理室40の載置台41と、当該載置台41に載置されるウェハWとの温度差を減少させることができるので、この温度差に起因するウェハW及び載置台41へのダメージを軽減させることができる。
図2を用いて説明した温度調節室32では、シールド部材151が、載置台110の略全体を囲うような箱状に形成されていた。
それに対し、図17の温度調節室32aでは、シールド部材301が、載置台110の上端のみを囲みうるような形状、具体的には、下側が開放された断面コの字形に形成されている。このシールド部材301によっても、シールド部材151と同様に、第2空間S2内のウェハWから気化した成分が真空搬送室312に流れ込むのを抑制したり、後述の弁体311と環状凸部101dとが接触したとき生じた異物が、載置台110上のウェハWに悪影響を及ぼしたりするのを防ぐことができる。
なお、図の例において、カバー部材112の外周部は、シールド部材301の内側に位置しているが、シールド部材301の外側に位置していてもよい。
この支持部材302に対して設けられている規定部材303は、上下方向に延在し、下端が筐体320の蓋体321の上面に接続されている。この規定部材303は、上下方向に移動するシールド部材301と共に移動する支持部材302に下方から当接することにより、具体的には、板状部材302bの下面に当接することにより、シールド部材301の上下方向の位置を規定する。
また、筒状部材312の上端側部は、駆動機構144に接続されている。そして、筒状部材312の上面における開口312bの周囲には、弾性部材313の下端が接続されている。弾性部材313の上端は、板状部材302bの下面における支柱302aの接続部分の周囲に接続されている。
したがって、駆動機構144の駆動により、弁体311が上下動し、それと共に、シールド部材301も上下動する(シールド部材301が規定部材303に当接しているときは除く。)。また、規定部材303による規定によりシールド部材301の下降が停止された後も、弁体311のみを下降させ続けることができる。したがって、駆動機構144の駆動によりシールド部材301及び弁体311の両方を駆動する構成において、載置台110とシールド部材301の上下方向を正確に位置合わせしつつ、弁体311を環状凸部101dに適切な力で押し付けることができる。
ただし、上述のように、シールド部材301を支持する支持部材302に弾性的に接続されているため、シールド部材301の下降が停止されても、弁体311の下降はさらに行うことができる。
弁体311の下降がさらに行われると、当該弁体311は、図20に示すように、環状凸部101dの上面にOリング142を介して当接し、つまり、前述の閉位置とされ、これにより、第1空間S1と第2空間S2とが気密に隔てられる。
(1)基板を保持して搬送する基板搬送機構を内部に有する複数の真空搬送ユニットが連設された基板搬送装置に設けられ、前記真空搬送ユニットと連設方向に隣接する基板収容ユニットであって、
前記連設方向一方側の側壁に前記真空搬送ユニットに対する基板の搬入出口が形成された中空の筐体と、
上下方向に移動可能に前記筐体内に設けられた仕切部材と、
前記仕切部材を上下動させる駆動機構と、を有し、
前記筐体内の空間を上下方向に分割したときの前記搬入出口側の空間を第1空間、前記搬入出口側とは反対側の空間を第2空間としたときに、
前記第1空間と前記第2空間とが連通している状態から、前記仕切部材を上下方向に移動させることにより、前記第1空間と前記第2空間とが前記仕切部材によって気密に隔てられる、基板収容ユニット。
前記(1)によれば、真空搬送ユニットが連設され当該真空搬送ユニットと連接方向に隣接する位置に基板収容ユニットが設けられた基板搬送装置を小型化することができる。
前記(4)によれば、載置台による基板の加熱後、弁体を開放させるときに、第2空間内の基板から気化した成分が、隣接する真空搬送室ユニットに流れ込むのを抑制することができる。また、載置台の熱が筐体等の外部に影響を及ぼすのを抑制することができる。
前記第1空間と前記第2空間とを前記仕切部材によって気密に隔てる際、前記環状部材が取り付けられた状態の前記載置台が前記シールド部材に囲われ、前記シールド部材の前記出し入れ口の上端は、前記環状部材の上端より下方に位置する、前記(5)に記載の基板収容ユニット。
前記(6)によれば、シールド部材内に出し入れ口を介して異物が入り込むのを、環状部材を用いて防ぐことができる。
前記基板支持ピンを上下方向に移動させるピン駆動機構と、を有し、
前記シールド部材は、前記ピン駆動機構の駆動により上下方向に移動する、前記(4)〜(6)のいずれか1に記載の基板収容ユニット。
前記(7)によれば、省スペース化及び低コスト化を図ることができる。
前記(8)によれば、省スペース化及び低コスト化を図ることができる。
前記シールド支持部材に下方から当接することにより前記シールド部材の上下方向の位置を規定する規定部材と、を有し、
前記仕切部材は、前記シールド支持部材に弾性的に接続されている、前記(8)に記載の基板収容ユニット。
前記(9)によれば、シールド部材の上下方向の位置合わせを正確に行いつつ、弁体によって確実に第1空間と第2空間とを気密に隔てることができる。
前記基板収容ユニットが、
前記連設方向一方側の側壁に前記真空搬送ユニットに対する基板の搬入出口が形成された中空の筐体と、
上下方向に移動可能に前記筐体内に設けられた仕切部材と、を有し、
当該方法は、
前記筐体内の空間を上下方向に分割したときの前記搬入出口側の空間を第1空間、前記搬入出口側とは反対側の空間を第2空間としたときに、
前記第1空間と前記第2空間とが連通している状態から、前記仕切部材を上下方向に移動させることにより、前記第1空間と前記第2空間とを前記仕切部材によって気密に隔てる工程と、
前記第1空間及び前記第2空間のいずれか一方に連通する前記真空搬送ユニットのみを大気開放する工程と、を含む、基板搬送装置における真空搬送ユニットのメンテナンス方法。
31 真空搬送室
32 ウェハ収容室
40 真空処理室
100、200 筐体
141、311 弁体
144 駆動機構
S1 第1空間
S2 第2空間
W ウェハ
Claims (12)
- 基板を保持して搬送する基板搬送機構を内部に有する複数の真空搬送ユニットが連設された基板搬送装置に設けられ、前記真空搬送ユニットと連設方向に隣接する基板収容ユニットであって、
前記連設方向一方側の側壁に前記真空搬送ユニットに対する基板の搬入出口が形成された中空の筐体と、
上下方向に移動可能に前記筐体内に設けられた仕切部材と、
前記仕切部材を上下動させる駆動機構と、を有し、
前記筐体内の空間を上下方向に分割したときの前記搬入出口側の空間を第1空間、前記搬入出口側とは反対側の空間を第2空間としたときに、
前記第1空間と前記第2空間とが連通している状態から、前記仕切部材を上下方向に移動させることにより、前記第1空間と前記第2空間とが前記仕切部材によって気密に隔てられる、基板収容ユニット。 - 基板が載置される載置台を、前記筐体の前記第2空間に有する、請求項1に記載の基板収容ユニット。
- 前記載置台は、載置された基板を加熱する加熱機構を有する、請求項2に記載の基板収容ユニット。
- 前記載置台を囲い上下方向に移動可能に構成されたシールド部材を有する、請求項3に記載の基板収容ユニット。
- 前記シールド部材は、基板の出し入れ口を側部に有する箱状に形成されている、請求項4に記載の基板収容ユニット。
- 前記載置台の外周に取り付けられる環状部材を有し、
前記第1空間と前記第2空間とを前記仕切部材によって気密に隔てる際、前記環状部材が取り付けられた状態の前記載置台が前記シールド部材に囲われ、前記シールド部材の前記出し入れ口の上端は、前記環状部材の上端より下方に位置する、請求項5に記載の基板収容ユニット。 - 前記真空搬送ユニットの前記基板搬送機構と前記載置台との間での基板の受け渡しの際に当該基板を支持する基板支持ピンと、
前記基板支持ピンを上下方向に移動させるピン駆動機構と、を有し、
前記シールド部材は、前記ピン駆動機構の駆動により上下方向に移動する、請求項4〜6のいずれか1項に記載の基板収容ユニット。 - 前記シールド部材は、前記駆動機構により上下動する、請求項4に記載の基板収容ユニット。
- 前記シールド部材を支持するシールド支持部材と、
前記シールド支持部材に下方から当接することにより前記シールド部材の上下方向の位置を規定する規定部材と、を有し、
前記仕切部材は、前記シールド支持部材に弾性的に接続されている、請求項8に記載の基板収容ユニット。 - 前記筐体は、前記第2空間側且つ前記連設方向他方側の側壁にも、前記真空搬送ユニットに対する基板の搬入出口が形成されている、請求項1または2に記載の基板収容ユニット。
- 前記真空搬送ユニットが連設され、前記真空搬送ユニットと連設方向に隣接する位置に請求項1〜10のいずれか1項に記載の基板収容ユニットを有する、基板搬送装置。
- 基板を保持して搬送する基板搬送機構を内部に有する複数の真空搬送ユニットが基板収容ユニットを介して連設された基板搬送装置における前記真空搬送ユニットのメンテナンス方法であって、
前記基板収容ユニットが、
前記連設方向一方側の側壁に前記真空搬送ユニットに対する基板の搬入出口が形成された中空の筐体と、
上下方向に移動可能に前記筐体内に設けられた仕切部材と、を有し、
当該方法は、
前記筐体内の空間を上下方向に分割したときの前記搬入出口側の空間を第1空間、前記搬入出口側とは反対側の空間を第2空間としたときに、
前記第1空間と前記第2空間とが連通している状態から、前記仕切部材を上下方向に移動させることにより、前記第1空間と前記第2空間とを前記仕切部材によって気密に隔てる工程と、
前記第1空間及び前記第2空間のいずれか一方に連通する前記真空搬送ユニットのみを大気開放する工程と、を含む、基板搬送装置における真空搬送ユニットのメンテナンス方法。
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