JP3605692B2 - 搬送処理方法及び搬送処理装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば半導体ウエハ等の被処理体を所定の処理部に搬送する搬送処理方法及び搬送処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、半導体ウエハ（以下にウエハという）の製造プロセスにおいて、ウエハの表面に薄膜を形成する薄膜形成装置、酸化膜を形成する酸化装置や不純物を導入する不純物導入装置等が使用されている。そして、これら薄膜、酸化膜等を形成する装置として、ガス反応と加熱により処理する表面処理装置が使用されている。
【０００３】
従来、この種の表面処理装置を用いてウエハを処理するには、所定枚数のウエハを収容したカセットから搬送アーム等の搬送手段によってウエハを取出し、表面処理装置の処理室内に搬送して、熱処理を行った後、処理室からウエハを取出している。また、処理能率の向上を図るために、複数の表面処理装置を配設すると共に、各表面処理装置の処理室に対して搬送手段を配設している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のこの種の装置においては、表面処理装置の処理室に被処理体を搬送する場合、大気中から直接処理室内に搬送しているため、被処理体が大気中に晒され、被処理体がごみの付着や自然酸化膜の形成等によって大気汚染され、製品歩留りの低下を招く虞れがあった。
【０００５】
また、処理室を複数設けた場合には、複数の処理室に対して搬送手段も複数必要とするか、搬送手段の移動範囲を広くする必要があるため、設置スペースを大きくすると共に、装置を大型化しなければならないという問題もあった。
【０００６】
この発明は上記事情に鑑みなされたもので、被処理体の処理前の大気汚染を防止して、製品歩留りの向上を図り、かつ、設置スペースの有効利用及び装置の小型化を図れるようにした搬送処理方法及び搬送処理装置を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の搬送処理方法は、被処理体を処理する表面処理装置を搭載する１又は複数の処理室と、被処理体を収納する１又は複数の収納室と、気密開閉手段を介して上記処理室及び収納室との間に配設される搬送室と、上記搬送室内に配設されて、上記処理室及び収納室内の被処理体の搬出・搬入を司る搬送手段とを具備する搬送処理装置において、上記処理室、収納室及び搬送室内を真空状態にした後、不活性ガス雰囲気にする工程と、上記収納室と搬送室との間の上記気密開閉手段を開放して、上記搬送手段により収納室内の上記被処理体を受取った後、搬送室と上記処理室との間の気密開閉手段を開放して、搬送手段により処理室内に被処理体を受け渡す工程と、上記被処理体を処理室内に受け渡した後、処理室と搬送室との間の気密開閉手段を閉じた後、上記表面処理装置にて被処理体の処理を行う工程と、を有し、上記処理室、収納室及び搬送室内を不活性ガス雰囲気にする際、搬送室内に配設される搬送手段の駆動室を搬送室と気密に遮断し、駆動室内を、搬送室とは別系統の不活性ガス雰囲気にする、ことを特徴とする。
【０００９】
請求項２記載の搬送処理装置は、請求項１記載の搬送処理方法を具現化するもので、被処理体を処理する表面処理装置を搭載する１又は複数の処理室と、被処理体を収納する１又は複数の収納室と、気密開閉手段を介して上記処理室及び収納室との間に配設される搬送室と、上記搬送室内に配設されて、上記処理室及び収納室内の被処理体の搬出・搬入を司る搬送手段とを具備し、上記処理室、収納室及び搬送室に、それぞれバルブを配設する供給管を介して不活性ガス供給源を接続すると共に、バルブを配設する排気管を介して真空ポンプを接続して、上記各処理室、収納室及び搬送室内を真空及び不活性ガス雰囲気可能にし、上記搬送室内に配設される搬送手段を、搬送室内に露出する搬送駆動部と、搬送室と気密に遮断可能に区画される駆動室内に配設される昇降駆動部とで構成し、上記駆動室に、バルブを配設した供給管を介して上記搬送室とは別系統の不活性ガス供給源を接続すると共に、通気管を介して排気側に接続してなる、ことを特徴とする。
【００１１】
この発明によれば、気密開閉手段を介して接続される処理室、収納室及び搬送室内を真空及び不活性ガス雰囲気とすることにより、未処理及び処理中の被処理体を大気と遮断して大気汚染から保護することができる。また、搬送室を、処理室及び収納室の間に配設することにより、１種類の搬送手段によって被処理体の搬送を行うことができる。
【００１２】
また、搬送室から区画される駆動室内を搬送室と別に所定ガス雰囲気にすることにより、駆動室内の昇降駆動部を真空雰囲気に晒さずに所定のガス雰囲気におくことができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下に、この発明の実施形態を図面に基いて詳細に説明する。ここでは、この発明の搬送処理装置をウエハの表面処理装置に適用した場合について説明する。
【００１５】
図１はこの発明の搬送処理装置の概略構成図、図２はその概略斜視図が示されている。
【００１６】
この発明の搬送処理装置は、被処理体であるウエハＷを処理する表面処理装置４０を搭載する２つの処理室１ａ，１ｂと、ウエハＷを収納する２つの収納室２ａ，２ｂと、前処理されるウエハＷを収納する前処理用収納室３と、気密開閉手段であるゲートバルブ５を介して処理室１ａ，１ｂ、収納室２ａ，２ｂ及び前処理用収納室３との間に配設される搬送室４とを具備してなる。そして、搬送室４内には、処理室１ａ，１ｂ、収納室２ａ，２ｂ及び前処理用収納室３内のウエハＷの搬出・搬入を司る搬送手段６が配設されている。また、処理室１ａ，１ｂ、収納室２ａ，２ｂ、前処理用収納室３及び搬送室４には、それぞれ例えば窒素（Ｎ2 ）ガス、アルゴン（Ａｒ）等の不活性ガスあるいはこれらとの混合ガスの供給管７（以下にＮ2 ガス供給管という）を介してＮ2 ガス供給源８が接続されると共に、排気管９を介して真空ポンプ１０が接続されている。なお、ガス供給管８及び排気管９にはそれぞれバルブ１１，１２が配設されている。
【００１７】
ウエハＷを収容する収納室２ａ，２ｂは、外部の大気雰囲気との間を開閉するゲートバルブ５ａと、図示しない回転機構によって回転するターンテーブル１３とを具備してなり、ターンテーブル１３上には、ウエハＷの収容容器であるウエハカセット１４が例えば５個周方向に等間隔に載置されている。このように構成される収納室２ａ，２ｂは、真空ポンプ１０によって所定の真空度まで減圧された後、ガス供給管７からＮ2 ガスが供給された状態で図示しない通気管よりＮ2 ガスを排気して常時新たなＮ2 ガスが流通されることによって、収納室２ａ，２ｂ内に発生したパーティクルを排出してウエハＷへのパーティクルの付着を抑制している。
【００１８】
搬送室４内に配設される搬送手段６は、図３に示すように、搬送室４内に露出する搬送駆動部１５と、搬送室４と区画される駆動室１６内に配設される昇降駆動部１７とで構成されている。この場合、搬送駆動部１５は、駆動室１６内に配設される昇降モータ１８によって駆動室１６の上部を昇降する駆動基部１９と、駆動基部１９内に磁気シール等の気密手段２０を介して配設される駆動モータ２１によって水平方向に回転される第１のアーム２２ａと、第１のアーム２２ａの先端部に回転可能に連接される第２のアーム２２ｂと、第２のアーム２２ｂの先端部に回転可能に連接されるウエハ保持アーム２２ｃとからなる多間接搬送アームロボットにて形成されている。このように構成される搬送手段６は、昇降モータ１８及び駆動モータ２１の駆動によって垂直方向（Ｖ）と水平方向の回転（θ）及び伸縮方向（Ｈ）に移動自在に形成されている。なお、図面ではウエハ保持アーム２２ｃが１つの場合について説明したが、ウエハ保持アーム２２ｃを垂直方向に適宜間隔をおいて複数（例えば５個）設けることも可能である。また、駆動基部１９の下端部に可動ブロック２３が固着されており、この可動ブロック２３は、駆動室１６内に垂直方向に平行に配設される２本のガイドレール２４に沿って摺動可能に配設されると共に、ガイドレール２４と平行に配設されるボールねじ軸２５に螺合されている。そして、ボールねじ軸２５はギア等の伝達機構２６を介して昇降モータ１８に連結されている。したがって、昇降モータ１８の駆動により伝達機構２６を介してボールねじ軸２５が回転し、ボールねじ軸２５の回転に伴って可動ブロック２３を介して駆動基部１９及び搬送駆動部１５が昇降するようになってる。
【００１９】
また、駆動基部１９の可動ブロック２３の上部に緩衝防止用のステンレス製の蛇腹管２７を介して取付板２８が配設されており、この取付板２８の上面には、駆動室１６の上部開口部の周辺下面に当接する気密手段であるＯリング２９が装着されている。したがって、昇降モータ１８の駆動によって駆動基部１９が最上部まで移動した際にＯリング２９が駆動室１６の上部下面に当接することにより駆動室１６内と搬送室４とが気密状態に区画される。
【００２０】
更に、上記のように構成される駆動室１６には、搬送室４に接続されるガス供給管７と別のＮ2 ガス供給管７ａを介してＮ2 供給源８ａが接続されると共に、通気管３０が接続されて、搬送室４とは別系統のガス供給系によって駆動室１６内がＮ2 ガス雰囲気におかれるようになっている。なお、Ｎ2 ガス供給管７ａ及び通気管３０にはそれぞれバルブ１１ａ，１２ａが配設されている。
【００２１】
上記のように、搬送手段６を搬送駆動部１５と昇降駆動部１７とに分離形成することにより、昇降駆動部１７の駆動系すなわち昇降モータ１８や図示しないエンコーダ等を真空用にする必要がなく、通常の大気用のものを使用することができる。また、搬送駆動部１５を搬送室４内に最露出した状態で、搬送室４内を駆動室１６と遮断して真空状態にした後、Ｎ2 ガスを供給することができるので、少ないＮ2 ガスの使用によって搬送室４内の酸素（Ｏ2 ）濃度を低下することができる。
【００２２】
上記処理室１ａ，１ｂは、その内部にウエハＷを昇降するウエハボート３１を配設してなり、処理室１ａ，１ｂの上方にはウエハボート３１にて保持された複数枚のウエハＷを同時に熱処理する表面処理装置４０が搭載されている。この場合、ウエハボート３１は、図４に示すように、４本の支柱３６と、上下の円板状の部材３６ａ、３６ｂとで構成されており、保温筒３５の上方に立設されている。保温筒３５は、回転板３４上に載置され、回転可能に構成されている。また、回転板３４は、昇降台３３上に図示しない回転機構によって回転自在に支承され、この昇降台３３は基台３２に対して図示しない駆動機構により昇降可能に構成されている。また、ウエハボート３１は、各支柱３６の対向側面に設けられた等間隔の保持溝（図示せず）によって複数枚のウエハＷを間隔をおいて保持し得るようになっている。
【００２３】
表面処理装置４０は、図５に示すように、同心状に適宜間隔をおいて配設される石英製の内筒４１と石英製の外筒４２とからなる反応容器４３にて主要部が構成されている。また、外筒４２及び内筒４１はそれぞれその下端にて例えばステンレス等にて形成される筒状のマニホールド４５にて保持されており、このマニホールド４５は図示しないベースプレートにて固定されている。マニホールド４５の下端部の開口部は上記ウエハボート３１の昇降台３３にて開閉されるようになっている。また、マニホールド４５の側面から反応容器４３内にインジェクタ４６が気密に挿入されており、このマニホールド４５の内端側はＬ字状に屈曲されて、内筒４１の内側に上方に向けて垂直に伸びている。インジェクタ４６の外端側に接続されるガス供給源（図示せず）からＣＶＤ用のガスであるジシラン（ＳｉＨ2 Ｃｌ2 ）ガスやアンモニアガス（ＮＨ3 ) がガス流出口４６ａから反応容器４３内に供給されるようになっている。反応容器４３内で処理に供された処理ガスはマニホールド４５の側面に設けられた排気路４７から外部に排出されるようになっている。
【００２４】
一方、前処理用収納室３にはゲートバルブ５を介して例えば洗浄装置等の前処理装置５０が連結されている。この前処理用収納室３内には、前処理の必要なウエハＷを仮収納するウエハ仮保持部３７が配設されている。このウエハ仮保持部３７は、図６に示すように、基台３２ａに対して図示しない駆動機構によって昇降自在な昇降台３３ａに矩形枠状のバッファカセット３８を載置してなり、バッファカセット３８の対向する内壁に等間隔をおいて設けられた保持溝３９にウエハＷを仮保持し得るようになっている。したがって、搬送手段６にて搬送されるウエハＷをバッファカセット３８に仮保持した状態で、前処理装置５０側の搬送アーム５１にてウエハＷを保持して前処理装置に搬送することが可能となる。
【００２５】
次に、この発明の搬送処理装置の作動態様について図１を参照して説明する。
【００２６】
(1)実施形態１
まず、使用に際して、真空ポンプ１０を作動すると共に、バルブ１２を開放して収納室２ａ，２ｂ、搬送室４、処理室１ａ，１ｂ及び前処理用収納室３内を真空状態にした後、バルブ１１を開放してＮ2 ガス供給源８から各室内にＮ2 ガスを供給して各室内をＮ2 ガス雰囲気にする。この際、搬送室４内に配設される搬送手段６の搬送駆動部１５を最上位置に移動させて、Ｏリング２９により駆動室１６と搬送室４とを遮断し、駆動室１６内に別系統のＮ2 ガス供給源８ａからＮ2 ガスを供給することによって駆動室１６内もＮ2 ガス雰囲気にし、各室のＯ2 濃度を低下させる。
【００２７】
次に、第１の収納室２ａと搬送室４との間のゲートバルブ５を開放し、搬送手段６のウエハ保持アーム２２ｃが収納室２ａ内に挿入して収納室２ａ内に収納されたウエハカセット１４内からウエハＷを受取った後、搬送室４と第１の処理室１ａとの間のゲートバルブ５を開放して、第１の処理室１ａ内にウエハ保持アーム２２ｃが挿入して第１の処理室１ａ内のウエハボート３１にウエハを受け渡す。
【００２８】
このようにして所定枚数のウエハＷをウエハボート３１に受け渡した後、搬送室４と第１の処理室１ａとの間のゲートバルブ５を閉じて、ウエハボート３１が上昇し、第１の表面処理装置４０の反応容器４３内に挿入され、ウエハボート３１の昇降台３３によって反応容器４３の開口部が気密に閉じられ、所定の表面処理を行う。第１の表面処理装置４０においてウエハＷの表面処理を行っている間、搬送手段６によって第２の収納室２ｂ内のウエハＷを第２の処理室１ｂ内のウエハボート３１に受け渡して、上記と同様に第２の表面処理装置４０にてウエハＷの表面処理を行うことも可能である。
【００２９】
ウエハＷの表面処理が終了した後、反応容器４３からウエハボート３１を下降して第１の処理室１ａ内に移動した後、前述と逆の動作によって処理済みのウエハＷを第１の収納室２ａ内のウエハカセット１４に受け渡してウエハＷの処理は完了する。また、同様に第２の処理室１ｂの処理済みのウエハＷは第２の収納室２ｂのウエハカセット１４に受け渡される。
【００３０】
(2)実施形態２
上記実施形態１と同様に各室を真空引きした後、Ｎ2 ガスを供給して各室内をＮ2 ガス雰囲気とする。そして、搬送手段６によって収納室２ａ，２ｂから受け取られたウエハＷを前処理用収納室３に搬送し、前処理用収納室３のバッファカセット３８に仮保持されたウエハＷを前処理装置５０に搬送してウエハＷに付着したパーティクルや自然酸化膜等の除去を行う。
【００３１】
前処理装置５０によって前処理が行われたウエハＷを上記実施形態１と同様に処理室１ａ，１ｂのウエハボート３１に受け渡して、表面処理装置４０によって表面処理した後、収納室２ａ，２ｂのウエハカセット１４に受け渡してウエハＷの処理は完了する。
【００３２】
(3)実施形態３
上記実施形態１、２では収納室２ａ又は２ｂから取出されたウエハＷを１つの処理室１ａ又は１ｂに搬送し、表面処理装置４０によって表面処理する場合について説明したが、異なる種類の表面処理を連続して行うことも可能である。
【００３３】
すなわち、例えば第１の表面処理装置４０にて表面処理された後、第１の処理室１ａにおかれたウエハＷを搬送手段６にて受け取り、第２の処理室１ｂ内に搬送し、第２の表面処理装置４０にて表面処理を行うことができる。この場合、第１の表面処理装置４０と第２の表面処理装置４０とを逆にしてもよく、また、ウエハＷの前処理が必要な場合には、前処理用収納室３に搬送して、前処理を行った後に第１又は第２の処理室１ａ，１ｂ内にウエハＷを搬送すればよい。
【００３４】
なお、上記実施形態では搬送室４を中心として、その周囲に２つの処理室１ａ，１ｂ、２つの収納室２ａ，２ｂ及び１つの前処理用収納室３を配設した場合について説明したが、必ずしもこのような配置構造とする必要はなく、少なくとも搬送室４の周囲に１つの処理室１ａ又は１ｂ、収納室２ａ又は２ｂを配設した構造であってもよい。
【００３５】
上記実施形態では被処理体が半導体ウエハの場合について説明したが、被処理体は必ずしも半導体ウエハに限られものではなく、例えばＬＣＤ基板あるいはプリント基板、フォトマスク、セラミック基板、コンパクトディスクなどについても同様に搬送処理することができる。
【００３６】
【発明の効果】
以上に説明したように、この発明によれば、上記のように構成されているので、以下のような効果が得られる。
【００３７】
１）気密開閉手段を介して接続される処理室、収納室及び搬送室内を真空及び不活性ガス雰囲気とすることにより、未処理及び処理中の被処理体を大気と遮断して大気汚染から保護することができる。また、搬送室を、処理室及び収納室の間に配設することにより、１種類の搬送手段によって被処理体の搬送を行うことができる。
【００３８】
２）また、上記１）に加えて搬送室から区画される駆動室内を搬送室と別に不活性ガス雰囲気にすることにより、駆動室内の昇降駆動部を真空雰囲気に晒さずに所定のガス雰囲気におくことができる。したがって、昇降駆動部の駆動系例えば駆動モータやエンコーダ等を真空用にする必要がなく、通常の大気用のものが使用できるので、構成部材の低コスト化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の搬送処理装置の概略構成図である。
【図２】この発明の搬送処理装置の概略斜視図である。
【図３】この発明における搬送手段を示す断面図である。
【図４】この発明におけるウエハボートと搬送手段を示す概略斜視図である。
【図５】この発明における熱処理装置を示す断面図である。
【図６】この発明における前処理収納室の載置台を示す概略斜視図である。
【符号の説明】
Ｗ 半導体ウエハ（被処理体）
１ａ，１ｂ 処理室
２ａ，２ｂ 収納室
３ 前処理用収納室
４ 搬送室
５ ゲートバルブ（気密開閉手段）
６ 搬送手段
７，７ａ Ｎ2 ガス供給管
８，８ａ Ｎ2 ガス供給源
９ 排気管
１０ 真空ポンプ
１１，１１ａ，１２ バルブ
１５ 搬送駆動部
１６ 駆動室
１７ 昇降駆動部
２０ 気密手段
２９ Ｏリング（気密手段）
３０ 通気管
４０ 表面処理装置

Claims (2)

1. 被処理体を処理する表面処理装置を搭載する１又は複数の処理室と、被処理体を収納する１又は複数の収納室と、気密開閉手段を介して上記処理室及び収納室との間に配設される搬送室と、上記搬送室内に配設されて、上記処理室及び収納室内の被処理体の搬出・搬入を司る搬送手段とを具備する搬送処理装置において、
   上記処理室、収納室及び搬送室内を真空状態にした後、不活性ガス雰囲気にする工程と、
   上記収納室と搬送室との間の上記気密開閉手段を開放して、上記搬送手段により収納室内の上記被処理体を受取った後、搬送室と上記処理室との間の気密開閉手段を開放して、搬送手段により処理室内に被処理体を受け渡す工程と、
   上記被処理体を処理室内に受け渡した後、処理室と搬送室との間の気密開閉手段を閉じた後、上記表面処理装置にて被処理体の処理を行う工程と、を有し、
   上記処理室、収納室及び搬送室内を不活性ガス雰囲気にする際、搬送室内に配設される搬送手段の駆動室を搬送室と気密に遮断し、駆動室内を、搬送室とは別系統の不活性ガス雰囲気にする、ことを特徴とする搬送処理方法。
2. 被処理体を処理する表面処理装置を搭載する１又は複数の処理室と、被処理体を収納する１又は複数の収納室と、気密開閉手段を介して上記処理室及び収納室との間に配設される搬送室と、上記搬送室内に配設されて、上記処理室及び収納室内の被処理体の搬出・搬入を司る搬送手段とを具備し、
   上記処理室、収納室及び搬送室に、それぞれバルブを配設する供給管を介して不活性ガス供給源を接続すると共に、バルブを配設する排気管を介して真空ポンプを接続して、上記各処理室、収納室及び搬送室内を真空状態にした後、不活性ガス雰囲気可能にし、
   上記搬送室内に配設される搬送手段を、搬送室内に露出する搬送駆動部と、搬送室と気密に遮断可能に区画される駆動室内に配設される昇降駆動部とで構成し、
   上記駆動室に、バルブを配設した供給管を介して上記搬送室とは別系統の不活性ガス供給源を接続すると共に、通気管を介して排気側に接続してなる、ことを特徴とする搬送処理装置。

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