JP3650495B2 - 半導体処理装置、その基板交換機構及び基板交換方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）基板や半導体ウェハに半導体処理を施すための半導体処理装置、その基板交換機構及び基板交換方法に関する。ここで、半導体処理とは、ＬＣＤ基板、半導体ウェハ等の被処理基板上に半導体デバイスを製造するために実施される種々処理を意味する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、例えばＬＣＤパネルの製造工程においては、減圧雰囲気下でＬＣＤ基板にエッチング、アッシング等の所定の半導体処理を施す真空処理室を複数備えた、いわゆるマルチチャンバー型の真空処理装置が使用されている。
【０００３】
このような真空処理装置は、内部に搬送アーム等を有する基板搬送機構が設けられたロードロック室と、その周囲に設けられた複数の真空処理室とを有する。ロードロック室内の搬送アームにより、被処理基板が各真空処理室に搬入されると共に、処理済みの基板が各真空処理室から搬出される。
【０００４】
このようなＬＣＤ基板の処理装置においては、一定期間に処理可能な基板の処理枚数、つまり装置のスループットをいかにして向上させるかが大きな技術課題となっている。そのために上述したように装置をマルチチャンバータイプにしたり、搬送アームを上下２段にしたりして対応している。
【０００５】
２段の搬送アームを用いる場合には、上アームに未処理基板を載置した状態で、搬送アームを真空処理室内の載置台にアクセスし、まず下アームを進出させて処理済み基板を受け取った後、下アームを退避させ、次いで上アームを進出させて未処理基板を載置台上に搬送する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のような基板の交換動作では時間短縮にも一定の限界があり、ＬＣＤ基板に対するさらなるスループット向上が要求されている。
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、基板処理におけるスループットを向上させることが可能な基板交換機構及び基板交換方法を提供することを目的とする。また、このような基板処理のスループットを向上させることが可能な交換機構を備えた処理装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の視点は、半導体処理装置において載置台上の被処理基板を交換するための基板交換機構であって、
前記基板の１つを前記載置台上方の第１の位置で支持するための進出状態と退却状態との間で状態を切替え可能な第１の支持部材と、
前記基板の１つを前記載置台上方の第２の位置で支持するための進出状態と退却状態との間で状態を切替え可能な第２の支持部材と、前記第１及び第２の位置は上下に重なるように配置されることと、
前記載置台に対して前記基板を搬出入するための搬送機構と、前記搬送機構は、夫々に前記基板の１つを保持可能で且つ夫々前記第１及び第２の位置に対応して上下に積重なる第１及び第２の保持部を有する搬送部材を具備することと、
を具備し、
前記基板の１つである第１の基板が前記搬送部材の前記第１の保持部に保持され、且つ前記基板の別の１つである第２の基板が前記第２の支持部材により支持されている状態において、前記搬送部材が前記載置台の上方の所定位置に進出している間に、前記第１及び第２の支持部材が前記搬送部材に対して相対的に上下逆方向に移動されることにより、前記第１の基板が前記第１の保持部から前記第１の支持部材に受け渡されると共に、前記第２の基板が前記第２の支持部材から前記第２の保持部に受け渡されることを特徴とする。
【０００８】
本発明の第２の視点は、半導体処理装置において載置台上の被処理基板を交換するための基板交換機構を用いた基板交換方法であって、
前記基板交換機構は、
前記基板の１つを前記載置台上方の第１の位置で支持するための進出状態と退却状態との間で状態を切替え可能な第１の支持部材と、
前記基板の１つを前記載置台上方の第２の位置で支持するための進出状態と退却状態との間で状態を切替え可能な第２の支持部材と、前記第１及び第２の位置は上下に重なるように配置されることと、
前記載置台に対して前記基板を搬出入するための搬送機構と、前記搬送機構は、夫々に前記基板の１つを保持可能で且つ夫々前記第１及び第２の位置に対応して上下に積重なる第１及び第２の保持部を有する搬送部材を具備することと、
を具備し、
前記基板交換方法は、
前記基板の１つである第１の基板を前記搬送部材の前記第１の保持部に保持し、且つ前記基板の別の１つである第２の基板を前記第２の支持部材により支持する工程と、
前記搬送部材を前記載置台の上方の所定位置に進出させた状態におき、前記第１及び第２の支持部材を前記搬送部材に対して相対的に上下逆方向に移動させることにより、前記第１の基板を前記第１の保持部から前記第１の支持部材に受け渡すと共に、前記第２の基板を前記第２の支持部材から前記第２の保持部に受け渡す工程と、
を具備することを特徴とする。
【０００９】
本発明の第３の視点は、被処理基板を処理するための半導体処理装置であって、
載置台を有すると共に前記載置台上に載置された前記基板の１つに所定の半導体処理を施すための処理室と、
前記処理室外で前記基板を待機させるための待機部と、
前記載置台上の処理済み基板を前記待機部の未処理基板と交換するための基板交換機構と、を具備し、
前記基板交換機構は、
前記基板の１つを前記載置台上方の第１の位置で支持するための進出状態と退却状態との間で状態を切替え可能な第１の支持部材と、
前記基板の１つを前記載置台上方の第２の位置で支持するための進出状態と退却状態との間で状態を切替え可能な第２の支持部材と、前記第１及び第２の位置は上下に重なるように配置されることと、
前記載置台に対して前記基板を搬出入するための搬送機構と、前記搬送機構は、夫々に前記基板の１つを保持可能で且つ夫々前記第１及び第２の位置に対応して上下に積重なる第１及び第２の保持部を有する搬送部材を具備することと、
を具備し、
前記未処理基板が前記搬送部材の前記第１の保持部に保持され、且つ前記処理済み基板が前記第２の支持部材により支持されている状態において、前記搬送部材が前記載置台の上方の所定位置に進出している間に、前記第１及び第２の支持部材が前記搬送部材に対して相対的に上下逆方向に移動されることにより、前記未処理基板が前記第１の保持部から前記第１の支持部材に受け渡されると共に、前記処理済み基板が前記第２の支持部材から前記第２の保持部に受け渡されることを特徴とする半導体処理装置。
【００１０】
本発明の第４の視点は、被処理基板を処理するための半導体処理装置であって、
減圧雰囲気に設定可能で且つ前記基板を待機させるために使用されるロードロック室と、
前記ロードロック室にゲートを介して接続された複数の真空処理室と、前記真空処理室は夫々載置台を有すると共に前記載置台上に載置された前記基板の１つに所定の半導体処理を減圧雰囲気で施すために使用されることと、
前記載置台上の処理済み基板を前記ロードロック室内の未処理基板と交換するための基板交換機構と、を具備し、
前記基板交換機構は、
前記基板の１つを前記載置台上方の第１の位置で支持するための進出状態と退却状態との間で状態を切替え可能な第１の支持部材と、
前記基板の１つを前記載置台上方の第２の位置で支持するための進出状態と退却状態との間で状態を切替え可能な第２の支持部材と、前記第１及び第２の位置は上下に重なるように配置されることと、
前記載置台に対して前記基板を搬出入するための搬送機構と、前記搬送機構は、夫々に前記基板の１つを保持可能で且つ夫々前記第１及び第２の位置に対応して上下に積重なる第１及び第２の保持部を有する搬送部材を具備することと、
を具備し、
前記未処理基板が前記搬送部材の前記第１の保持部に保持され、且つ前記処理済み基板が前記第２の支持部材により支持されている状態において、前記搬送部材が前記載置台の上方の所定位置に進出している間に、前記第１及び第２の支持部材が前記搬送部材に対して相対的に上下逆方向に移動されることにより、前記未処理基板が前記第１の保持部から前記第１の支持部材に受け渡されると共に、前記処理済み基板が前記第２の支持部材から前記第２の保持部に受け渡されることを特徴とする半導体処理装置。
【００１１】
（作用）
本発明においては、搬送部材の第１の基板支持部に第１の基板が支持され、且つ載置台上方の第２の位置で第２の基板が第２の基板支持部材に支持されている状態で、搬送部材を載置台の上方の所定位置に進出させ、その際に第１の基板支持部に支持された第１の基板を第１の位置にある第１の支持部材に受け渡し、それと同時に、第２の基板支持部材から第２の基板支持部に第２の基板を受け渡す。このため、従来搬送部材を２回移動させることによって行なっていた基板の交換工程を、１回の移動で行なうことができ、スループットを著しく向上させることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態について具体的に説明する。
ここでは、ガラス製のＬＣＤ基板上に半導体デバイス等を形成するため、エッチング処理及びアッシング処理を行なうためのマルチチャンバータイプの真空処理装置について説明する。
【００１３】
図１は本発明の実施の形態に係る真空処理装置の概観を示す斜視図、図２はその内部を示す概略横断平面図である。
処理装置１の中央部にはゲートバルブ９ａを介して接続された搬送室５とロードロック室３とが配設される。搬送室５は、平面が略正方形であり、ロードロック室３と面しない残りの各側面には、開口部を気密にシールし且つ開閉可能なゲートバルブ９ａを介して３つの処理室２、４、６が夫々接続される。
【００１４】
各処理室２、４、６には、所定の処理ガスを供給するための供給手段と、室内を排気するための排気手段とが接続され、従って、各処理室２、４、６は任意の減圧雰囲気に設定し且つ維持することが可能となっている。例えば、処理室２、６では同一のエッチング処理が行なわれ、他の１つ処理室４ではアッシング処理が行なわれる。処理室の組合わせはこれに限らず、適宜の処理を組み合わせることもでき、シリアル処理、パラレル処理等任意の処理を複数の処理室を用いて実施することが可能である。
【００１５】
各処理室２、４、６内には載置台１０が配設される。載置台１０には基板Ｓを支持するための４本の支持ピン１１が配設される。載置台１０の周囲にはやはり基板を支持するための４本の支持部材１２が配設される。支持ピン１１及び支持部材１２については、詳細を後述する。
【００１６】
ロードロック室３は任意の減圧雰囲気に設定し且つ維持することが可能となっている。ロードロック室３内には、図４図示の如く、基板Ｓを支持するための一対のスタンド３１を具備するバッファラック３０が配設される。バッファラック３０は、一度に２枚の基板Ｓを保持するように構成されており、これにより真空引き、パージの効率が向上する。
【００１７】
各スタンド３１は、２つの棚３２、３３を上下に具備する。棚３２、３３は搬送機構５０の２枚のアーム５２、５３に対応する水平な２段の基板支持レベルを形成する。本実施の形態では、バッファラック３０の支持レベル間隔は、カセット４２における基板Ｓの支持間隔よりも大きく設定される。また各棚３２、３３の上面には、摩擦係数の高い合成ゴムからなる突起３４が設けられており、これによって基板のずれ及び落下が防止される。
【００１８】
バッファラック３０の一対のスタンド３１は一体的に昇降可能となる。バッファラック３０の昇降により、搬送室５内に設けられた搬送機構６０が昇降することなく、２枚の基板のうちの一方を選択的に取出すことができる。
【００１９】
ロードロック室３内には、２枚の基板を一度にアライメントするための一対のポジショナ３５、３５及び基板のアライメントの完了を確認するための光学的センサ（図示せず）が配置される。一対のポジショナ３５は、基板の対角線の延長線上にて相互に対向するように配置される。各ポジショナ３５は、図中の往復矢印Ａ方向に起動可能なサポート３６と、サポート３６上に回転フリーに支持された一対のローラ３７、３７を具備する。
【００２０】
ポジショナ３５は、バッファラック３０に支持された２枚の基板を対角線方向に挟み込む態様で、基板のアライメントを行なう。ローラ３７は基板Ｓの側面を４点で押圧することにより位置合わせするため、略矩形状の基板の位置合わせを行なうのに特に適する。ローラ３７はサポート３６上に着脱可能に取り付けられ、処理されるＬＣＤ基板の寸法に応じて適宜交換することが可能である。
【００２１】
ロードロック室３はゲートバルブ９ｂを介して外部雰囲気と接続される。ロードロック室３の外部側には、２つのカセットインデクサ４１が配設され、その上に夫々ＬＣＤ基板を収容するカセット４２が載置される。カセット４２の一方には未処理基板が収容され、他方には処理済み基板が収容される。カセット４２は、昇降機構４３により昇降可能となっている。
【００２２】
２つのカセット４２の間には、支持台５１上に基板搬送機構５０が配設される。搬送機構５０は上下２段に配設されたアーム５２、５３と、これらを一体的に進出退避及び回転可能に支持するベース５４とを有する。アーム５２、５３上には基板を支持する４つの突起５５が形成される。突起５５は摩擦係数の高い合成ゴム製の弾性体からなり、基板支持中に基板がずれたり、落下することが防止される。
【００２３】
搬送機構５０は、アーム５２、５３により２枚の基板を一度に搬送可能となっている。即ち、カセット４２に対して、２枚の基板が一度に取出しまたは装入することが可能となる。各カセット４２の高さは昇降機構４３により調整され、アーム５２、５３による基板の取出しまたは装入位置が設定される。２枚のアーム５２、５３の間隔は、各種のカセットの基板支持間隔の最大値よりも大きくなるように設定される。このため、種々のカセットに対応可能である。
【００２４】
なお、カセットは１個だけ設置するもできる。この場合には、同一のカセット内の空いたスペースに処理済みの基板を戻していくことになる。
搬送室５は任意の減圧雰囲気に設定し且つ維持することが可能となっている。搬送室５内には、図３図示の如く、搬送機構６０と、複数のＬＣＤ基板を保持可能に構成されたバッファ枠体７０が配設される。搬送機構６０により、ロードロック室３と、処理室２、４、６との間で基板が搬送される。また、バッファ枠体７０により、未処理基板または処理済み基板が一時的に保持される。このように基板を一時保持することによりスループットの向上を図っている。
【００２５】
搬送機構６０は、ベース６８の一端に配設され、ベース６８に回動可能に配設された第１アーム６２と、第１アーム６２の先端部に回動可能に配設された第２アーム６４と、第２アーム６４に回動可能に配設され且つ基板を保持するためのキャッチャ６６とを有する。ベース６８に内蔵された駆動機構により第１アーム６２、第２アーム６４及びキャッチャ６６を移動させることにより、基板を搬送することが可能となる。また、搬送機構６０は、ベース６８の下に配設されたシリンダ機構６９により上下動が可能であると共に、シリンダを軸として回転可能となっている。
【００２６】
搬送機構６０のキャッチャ６６は、２段に構成されたフォーク６６ａ、６６ｂを有する。上フォーク６６ａにより未処理基板が支持され、下フォーク６６ｂにより処理済み基板が支持されるようになっている。なお、図示しないが、各フォークには、基板のずれや落下を防止するために、摩擦係数の高い合成ゴム製の突起が配設される。
【００２７】
バッファ枠体７０は、ベース６８の他端側に、ベース６８に対して昇降可能に設置される。枠体７０は、４つのバッファ７２、７４、７６、７８を具備し、これらは水平な４段の基板支持レベルを形成している。これらバッファには、基板を支持するための突起７９が配設される。突起７９は摩擦係数の高い合成ゴム製であり、基板支持中に基板がずれることまたは落下することを防止する。
【００２８】
搬送機構６０及びバッファ枠体７０は、シリンダ６９を軸としてベース６８と一体となって回転する。このようにベース６８を回転させることにより、搬送機構６０は、処理室２、４、６、ロードロック室３のいずれかに対して選択的に対面することができる。
【００２９】
各処理室２、４、６内には、上述したように載置台１０が配設される。載置台１０はプラズマを形成するための下部電極として機能する。載置台１０の周囲には、図５図示の如く、セラミック製のシールドリング１３が配設される。
【００３０】
４本の支持ピン１１（第２の支持部材）は載置台１０の縁部に進出退避可能に配設される。４本の支持部材１２（第１の支持部材）は、載置台１０の周囲のシールドリング１３に進出退避可能に配設された支持棒１２ａと、その先端に配設された張出し部材１２ｂとを有する。支持棒１２ａは進出することにより、基板を支持することが可能となり、基板の受取りの際に第１の位置で未処理基板Ｓ１を支持する。また、支持ピン１１は進出することにより、基板を支持することが可能となり、基板受渡しの際に第１の位置よりも下方の第２の位置で処理済み基板Ｓ２を支持する。即ち、支持ピン１１は、突出時に第２の位置で基板の１つを支持し、且つ退避時に基板の１つを載置台１０上に載置することが可能である。
【００３１】
支持部材１２は退避位置において、図９（ａ）図示の如く、張出し部材１２ｂが載置台１０にかからないような状態にある。しかし、支持部材１２は支持位置において、図９（ｂ）図示の如く、支持棒１２ａが回転されることにより、張出し部材１２ｂが載置台１０側に突出した支持位置にある状態となる。
【００３２】
キャッチャ６６は、その上フォーク６６ａが前記第１の位置に対応し、下フォーク６６ｂが前記第２の位置に対応する位置になるように高さが設定される。後述するように、上フォーク６６ａに未処理基板を支持した状態で処理室に装入された際に、未処理基板が第１の位置にある支持部材１２に受け渡されると同時に、第１の位置で支持ピン１１に支持される処理済み基板がフォーク６６ｂに受け渡される。
【００３３】
次に、以上のように構成される装置の動作について説明する。
まず、搬送機構５０の２枚のアーム５２、５３を進退駆動させて、未処理基板を収容した一方のカセット４２（図１の左側のカセット）から２枚の基板Ｓを一度にロードロック室３に搬入する。
【００３４】
ロードロック室３内においては、バッファラック３０の棚３２、３３により２枚の基板Ｓを保持する。アーム５２、５３が退避した後、ロードロック室の大気側のゲートバルブ９ｂを閉じる。その後、ロードロック室３内を排気して、内部を所定の真空度、例えば１０-1Ｔｏｒｒ程度まで減圧する。真空引き終了後、一対のポジショナ３５の４つのローラ３７により基板を押圧うすることにより基板Ｓの位置合わせを行なう。
【００３５】
以上のように位置合わせされた後、搬送室５及びロードロック室３間のゲートバルブ９ａを開く。汚染防止の観点から下段の棚３３の基板Ｓから搬送機構６０により搬送室５内に搬入し、バッファ枠体７０の最上のバッファ７２に保持する。この場合に、基板Ｓはバファラック３０上に予め決められた所定の間隔で支持されるているので、搬送機構の動作制御をカセット４２の基板支持間隔に依存せずに行なうことができる。即ち、異なる基板の支持間隔毎に搬送機構６０の動作量等を変更するという複雑な制御手段が不要となる。従って、装置内の汚染を低減することができる。
【００３６】
搬送室５内に基板を搬入した状態で、１０-4Ｔｏｒｒ程度に更に真空引きする。これにより、装置内の汚染を低減することができる。次に、搬送機構６０により搬送室５内に搬入し且つバッファ７２に保持した基板Ｓを所定の処理室、例えば処理室２に搬送する。この場合に、最初に搬送する場合以外は、処理室内には処理済み基板が存在しており、処理済み基板と未処理基板との交換を行なうこととなる。
【００３７】
この際の交換操作を図５乃至図８を参照しながら説明する。
まず、処理室の載置台１０上に処理済み基板Ｓ２を載置した状態で、支持部材１２を図９（ａ）の状態から進出させる。更に、図９（ｂ）のように支持棒１２ａを回転させて、張出し部材１２ｂが載置台１０側に突出する位置になるようにする。この状態でこの支持部材１２は第１の位置で未処理基板Ｓ１を受取ることが可能な状態となる。
【００３８】
次に、支持ピン１１を進出させて処理済み基板Ｓ２を上昇させ、第２の位置で支持するようにする。以上のような動作により、図５の状態が形成される。この場合に、搬送機構６０のキャッチャ６６は、その上フォーク６６ａが前記第１の位置に対応し、下フォーク６６ｂが前記第２の位置に対応する位置になるように高さが設定されており、上フォーク６６ａに未処理基板Ｓ１を支持している。
【００３９】
次に、図６図示の如く、キャッチャ６６を載置台１０の上方に進出させ、未処理基板Ｓ１を載置台１０上方の第１の位置まで搬送する。この場合に、フォーク６６ｂは第２の位置にある処理済み基板Ｓ２の直下に位置する。この状態で支持部材１２の支持棒１２ａを僅かに上昇させ、同時に支持ピン１１を下降させる。これにより、未処理基板Ｓ１は支持部材１２に支持された状態となると共に、処理済み基板はキャッチャ６６の下フォーク６６ｂに支持された状態となる。
【００４０】
その後、図７図示の如く、処理済み基板Ｓ２を支持した状態のキャッチャ６６を退避させる。そして、図８図示の如く、再び支持ピン１１を進出させて未処理基板Ｓ１を支持し、支持部材１２を退避させて図９（ａ）の状態に戻す。この図８の動作と並行して、処理室と搬送室５との間のゲートバルブ９ａを閉じる動作に入り、プロセス前処理を開始する。従って、図８の動作はスループットには影響を与えない。
【００４１】
このように、処理室における基板の交換において、未処理基板の搬入と処理済み基板の搬出とを保持部（キャッチャ）の１回の移動によって行なうことができる。このため、基板の交換時間を著しく低減することができる。ちなみに、従来この交換操作にかかる時間が１７秒であったものが８秒と半分以下に短縮された。
【００４２】
このような動作が行なわれる間に、ロードロック室３内の棚３２の基板も搬送室５に搬入し、いずれかのバッファに保持する。このような動作をカセット４２内の基板に対して順次に行なう。この際に第１及び２ロードロック室２０、３内のバッファの存在により、待ち時間なく連続的に基板を装置内に搬入することができるので、スループットの向上に寄与する。
【００４３】
処理済み基板Ｓ２は、搬送機構６０により搬送室５に戻し、更にロードロック室３を経て、搬送機構５０のアーム５２、５３により、処理済み基板用のカセット４２（図１の右側のカセット）に挿入する。
【００４４】
以上のような処理においては、バッファ機構の存在、及び特に処理室における基板の交換の高効率化により、従来にない極めて高いスループットを実現することができる。
【００４５】
また、上記装置では、エッチング、アッシングの連続処理を行なうことが可能であり、この点でも効率が高い。また、プログラムを変更することにより、エッチング、エッチングの連続処理、エッチングの単一処理など、ユーザーのニーズに対応した種々処理を行なうことができ、極めて汎用性が高い。
【００４６】
例えば、支持部材１２として支持棒１２ａの先端に平板状の張出し部材１２ｂを設けたものを用いたが、図１０図示の如く、先端に鉤状部１２ｃを有するピン状の支持部材１２ｘであってもよい。そして、支持部材１２ｘは退避位置においては、図１１（ａ）図示の如く、シールド部材１３中に完全に収容され、その上に蓋１２ｄがされる。支持部材１２ｘが支持位置に進出する際には、図１１（ｂ）図示の如く、蓋１２が開き、支持位置まで上昇すると回転し、鉤状部１２ｃが載置台１０側へ突出した状態となる。また、未処理基板を支持する支持部材（第１の支持部材）は、進出退避即ち上昇下降するタイプのものに限らず、例えば回転移動して退避するタイプのものであってもよい。
【００４７】
また、キャッチャ６６即ち保持部も上記のものに限定されず種々のものを採用することができる。またキャッチャとして上下２段のフォークが固定的に配設されたものを用いたが、これらフォークが独立して移動できるものとすることもできる。更に、基板支持部はフォーク状に限らず搬送機構５０のアーム５２、５３のように板状のものであってもよい。
【００４８】
図１２は本発明の別の実施の形態に係る真空処理装置の概観を示す斜視図、図１３及び図１４はその内部を示す概略横断平面図及び概略側面図である。これらの図中、図１乃至図１１を参照して述べた先の実施の形態と共通する部分については、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
【００４９】
この実施の形態に係る処理装置１Ｂは、図１２図示の如く、先の実施の形態と同じ３つ処理室２、４、６を有する。処理室２、４、６は、平面が正方形の搬送室５の３つの辺に夫々ゲートバルブ９ａを介して接続される。例えば、処理室２、６では同一のエッチング処理が行なわれ、他の１つ処理室４ではアッシング処理が行なわれる。
【００５０】
各処理室２、４、６内には、先の実施の形態と同様、４本の支持ピン１１及び４本の支持部材１２を有する載置台１０が配設される。従って、前述の如く、各処理室２、４、６においては、処理済み基板と未処理基板との交換操作を、搬送室５内に配設された搬送機構６０の一進出動作で行うことができる。
【００５１】
搬送室５の残りの一辺には、上下に２つのロードロック室３ａ、３ｂが夫々ゲートバルブ９ａを介して接続される。また、ロードロック室３ａ、３ｂと基板カセット４２との間でＬＣＤ基板Ｓを搬送するため、先の実施の形態の搬送機構５０とは異なる構造の搬送機構８０が配設される。
【００５２】
搬送機構８０はベース板８１を有し、その長手方向に沿って摺動駆動可能にスライダ８２が配設される。スライダ８２上には、水平面内で回転駆動可能にＬ字形のスタンド８３が取付けられる。更に、スタンド８３の垂直部には、昇降駆動可能に水平板８４が取付けられる。
【００５３】
水平板８４上には基板Ｓを載置するための上フォーク８５及び下フォーク８６が配設される。下フォーク８６は、水平板８４の長手方向に沿って摺動駆動可能に水平板８４に取付けられる。下フォーク８６の基部８６ａにはサブスタンド８７が立設され、上フォーク８５はサブスタンド８７に昇降駆動可能に取付けられる。従って、上フォーク８５は下フォーク８６と共に、水平板８４の長手方向に沿って一体的に摺動することとなる。
【００５４】
上フォーク８５のフィンガ８５ｂ、８５ｃと、下フォーク８６のフィンガ８６ｂ、８６ｃとは、上下方向の厚さが同一で、基板Ｓのカセット４２内への収納間隔よりも小さくなっている。また、上フォーク８５のフィンガ８５ｂ、８５ｃの内エッジ間の幅は、下フォーク８６のフィンガ８６ｂ、８６ｃの外エッジ間の幅よりも僅かに大きく設定される。更に、下フォーク８６の基部８６ａは、そのフィンガ８６ｂ、８６ｃよりも、上フォーク８５の基部８５ａの厚さ分だけ下に凹んでいる。
【００５５】
従って、上フォーク８５が最も降下した際、上フォーク８５のフィンガ８５ｂ、８５ｃと下フォーク８６のフィンガ８６ｂ、８６ｃとは横方向から見て一枚の板のように相互に重なり合うことができる。この時、上フォーク８５のフィンガ８５ｂ、８５ｃは、下フォーク８６のフィンガ８６ｂ、８６ｃのちょうど外側で同一平面上に位置する。また、この時、少なくとも両フォーク８５、８６の上側の支持面を整一させるようにする。ここでは、両上フォーク８５、８６の厚さが同じであるから、両フォーク８５、８６の上側の支持面も、下側の底面も整一する。
【００５６】
このような構成の搬送機構８０を用いると、処理済み基板のカセット４２への収納と、未処理基板のカセットからの取り出しとを同時に並行して行うことができ、スループットが向上する。搬送機構８０は、回転系が１カ所で、他は全て直線摺動系であるから、高速且つ安定した動作を行うことができる。
【００５７】
ロードロック室３ａ、３ｂは個別に任意の減圧雰囲気に設定し且つ維持することが可能となっている。従って、ロードロック室３ａ、３ｂは、個別動作可能なゲートバルブ９ａを介して搬送室５に接続される一方、個別動作可能なゲートバルブ９ｂを介して外部雰囲気に接続される。
【００５８】
この実施の形態において、両ロードロック室３ａ、３ｂは、図１５図示の様な同一の内部構造を有する。即ち、各ロードロック室３ａ、３ｂは、水平な２段の基板支持レベルを有し、一度に２枚の基板Ｓを保持するように構成される。上段支持レベルは対向する一対のハンド９１により規定され、下段支持レベルは対向する一対のハンド９２により規定される。
【００５９】
各ハンド９１、９２は前方に向かって広がるように配設された一対のフィンガ９３を有する。フィンガ９３は内側壁に取付けられた駆動部９４に取付けられ、駆動部９４により、図１５図示の位置と、フィンガ９３が側壁に向かって退避する退避位置との間で旋回駆動される。
【００６０】
また、各ロードロック室３ａ、３ｂには底壁の下に配設された駆動部（図示せず）により上下に駆動される４本の支持ピン９６が配設される。支持ピン９６は、底壁の下に退避する退避位置と、ハンド９１により規定される上段支持レベルよりも上に突出する突出位置との間で移動可能であると共に、任意の位置で停止可能となる。
【００６１】
各フィンガ９３が閉じて図１５図示の位置にある時、各ハンド９１、９２により基板Ｓを対応の支持レベルに支持可能となる。反対に、各フィンガ９３が退避位置に開くと、支持ピン９６に支持された基板Ｓが、対向する一対のハンド９１、９１間、或いは一対のハンド９２、９２間を通過することができる。
【００６２】
更に、この実施の形態においては、搬送室５内に配設された搬送機構６０ｘには、上下２フォーク６６ａ、６６ｂを有するキャッチャ６６が具備されるが、バッファ枠体７０は付設されていない。これは、上下２つのロードロック室３ａ、３ｂが配設されると共に、処理室２、４、６だけでなく、ロードロック室３ａ、３ｂにおいても、処理済み基板と未処理基板との交換操作を搬送機構６０ｘの一進出動作で行うことができるため、バッファ枠体７０を省略することができるからである。また、キャッチャ６６をバッファ枠体７０側に向ける必要がないため、キャッチャ６６とベース６８とは一つの中間アーム６３で接続される。更に、ベース６８は、シリンダ機構６９を介して上下に駆動可能となっている。
【００６３】
上述のような構成により、各ロードロック室３ａ、３ｂにおいては、搬送機構６０ｘの一進出動作で、処理済み基板と未処理基板との交換操作が可能となる。この操作は、処理室２、４、６の載置台１０に支持ピン１１と支持部材１２とを配設することにより実現した、処理済み基板と未処理基板との交換操作と類似している。
【００６４】
なお、ロードロック室３ａ、３ｂの各ハンド９１、９２のフィンガ９３が開閉可能であるのは、例えば、空き時間に処理済みの基板Ｓを上段支持レベルから下段支持レベルに移す等の付随的な動作に対応するためのものである。従って、処理済み基板と未処理基板との交換操作を搬送機構６０ｘの一進出動作で行うためだけであれば、各ハンド９１、９２のフィンガ９３は開閉動作せず、図１５図示の位置に固定されたものでよい。
【００６５】
次に、ロードロック室３ａ、３ｂにおいて、搬送室５の搬送機構６０ｘにより処理済み基板と未処理基板とを交換する操作について説明する。ここでは、搬送機構６０ｘの下フォーク６６ｂに処理済み基板Ｓ１が支持され、ロードロック室３ａのハンド９１（上段支持レベル）に未処理基板Ｓ２が支持された状態を想定する。また、ロードロック室３ａの上下段支持レベル間の間隔が搬送機構６０ｘの上下段支持レベル間の間隔よりも十分大きく設定されるものとする。なお、ゲートバルブ９ａ等の付随的な操作の説明は省略する。
【００６６】
先ず、下フォーク６６ｂで処理済み基板Ｓ１を支持するキャッチャ６６を、ハンド９１で未処理基板Ｓ２を支持するロードロック室３ａ内に挿入する。この時、キャッチャ６６の上下フォーク６６ａ、６６ｂの両者がロードロック室３ａの上下ハンド９１、９２間に位置するようにする。
【００６７】
次に、支持ピン９６を上昇させ、支持ピン９６によりキャッチャ６６の下フォーク６６ｂから処理済み基板Ｓ１を受取る。次に、支持ピン９６と共にキャッチャ６６を上昇させ、上フォーク６６ａによりハンド９１から未処理基板Ｓ２を受取る。
【００６８】
次に、上フォーク６６ａで未処理基板Ｓ２を支持するキャッチャ６６を搬送室５へ退避させる。次に、支持ピン９６を下降させ、ハンド９２（下段支持レベル）上に処理済み基板Ｓ１を載置する。
【００６９】
次に、上記操作に続いて、ロードロック室３ａ、３ｂにおいて、外部雰囲気側の搬送機構８０により処理済み基板と未処理基板とを交換する操作について説明する。ここでは、ロードロック室３ａのハンド９２（下段支持レベル）に処理済み基板Ｓ１が支持され、搬送機構８０の上フォーク８５に未処理基板Ｓ３が支持された状態を想定する。なお、ゲートバルブ９ｂ等の付随的な操作の説明は省略する。
【００７０】
先ず、上フォーク８５で未処理基板Ｓ３を支持する搬送機構８０を、ハンド９２で処理済み基板Ｓ１を支持するロードロック室３ａ内に挿入する。この時、搬送機構８０の上下フォーク８５、８６間の間隔を予め広げておき、上下フォーク８５、８６間にロードロック室３ａの上下ハンド９１、９２が位置するようにする。
【００７１】
次に、搬送機構８０の水平板８４を上昇させながら、上フォーク８５を下フォーク８６に向けて移動させる。この操作により、上下フォーク８５、８６を上昇させながら両者間の間隔を狭めることができる。従って、上フォーク８５から上ハンド９１に未処理基板Ｓ３を載置すると共に、下フォーク８６により下ハンド９２から処理済み基板Ｓ１を受取ることができる。
【００７２】
図１６は図１２乃至図１５を参照して述べた実施の形態に係る真空処理装置におけるＬＣＤ基板Ｓの搬送シーケンスを順に示す説明図である。ここでは、処理室２、６で同一のエッチング処理を、処理室４でアッシング処理を行うことを想定している。図１６においては混同を避けるため、（ａ）のみに処理装置の各室の参照を符号を付してある。（ｂ）〜（ｓ）中の数字は、ＬＣＤ基板Ｓである基板Ｓ１〜Ｓ８の係数のみを取上げて示すものである。
【００７３】
先ず、下ロードロック室３ｂに基板Ｓ１、上ロードロック室３ａに基板Ｓ２を導入する（図１６（ｂ）、（ｃ））。次に、基板Ｓ１を下ロードロック室３ｂから搬送室５を経由し（図１６（ｄ））、処理室２にロードし、基板Ｓ１のエッチングを開始する。また、基板Ｓ１を処理室２にロードするのと並行して下ロードロック室３ｂに基板Ｓ３を搬入する（図１６（ｅ））。そして、基板Ｓ１の処理中、基板Ｓ２を上ロードロック室３ａから搬送室５を経由し（図１６（ｆ））、処理室６にロードし、基板Ｓ２のエッチングを開始する。また、基板Ｓ２を処理室６にロードするのと並行して上ロードロック室３ａに基板Ｓ４を搬入する（図１６（ｇ））。
【００７４】
次に、基板Ｓ１、Ｓ２の処理中、基板Ｓ３を下ロードロック室３ｂから搬送室５に移動する（図１６（ｈ））。更に、基板Ｓ２の処理中、エッチング処理済みの基板Ｓ１と基板Ｓ３とを搬送機構６０ｘの一進出動作で交換し、基板Ｓ１を搬送室５にアンロードすると共に基板Ｓ３を処理室２にロードする。また、これと並行して、下ロードロック室３ｂに基板Ｓ５を搬入する（図１６（ｉ））。
【００７５】
次に、基板Ｓ２、Ｓ３の処理中、基板Ｓ１を搬送室５から処理室４にロードし、基板Ｓ１のアッシングを開始する（図１６（ｊ））。更に、基板Ｓ２、Ｓ３、Ｓ１の処理中、基板Ｓ４を上ロードロック室３ａから搬送室５に移動する（図１６（ｋ））。そして、基板Ｓ３、Ｓ１の処理中、エッチング処理済みの基板Ｓ２と基板Ｓ４とを搬送機構６０ｘの一進出動作で交換し、基板Ｓ２を搬送室５にアンロードすると共に基板Ｓ４を処理室６にロードする。また、これと並行して、上ロードロック室３ａに基板Ｓ６を搬入する（図１６（ｌ））。
【００７６】
次に、基板Ｓ３、Ｓ４の処理中、アッシング処理済みの基板Ｓ１と基板Ｓ２とを搬送機構６０ｘの一進出動作で交換し、基板Ｓ１を搬送室５にアンロードすると共に基板Ｓ２を処理室４にロードする（図１６（ｍ））。更に、基板Ｓ３、Ｓ４、Ｓ２の処理中、処理完了基板Ｓ１と基板Ｓ５とを搬送機構６０ｘの一進出動作で交換し、基板Ｓ１を下ロードロック室３ｂに戻すと共に基板Ｓ５を搬送室５に移動する（図１６（ｎ））。そして、基板Ｓ４、Ｓ２の処理中、エッチング処理済みの基板Ｓ３と基板Ｓ５とを搬送機構６０ｘの一進出動作で交換し、基板Ｓ３を搬送室５にアンロードすると共に基板Ｓ５を処理室２にロードする。また、これと並行して、処理完了基板Ｓ１と基板Ｓ７とを外部雰囲気側の搬送機構８０の一進出動作で交換し、基板Ｓ１を搬出すると共に基板Ｓ７を下ロードロック室３ｂに搬入する（図１６（ｏ））。
【００７７】
以下、同様な操作を繰返すことにより（図１６（ｐ）〜（ｓ））、基板Ｓ１〜Ｓ８を、それらの係数の小さい順に処理を完了して、真空処理装置から搬出することができる。
【００７８】
以上のような処理においては、処理室及びロードロック室における基板の交換の高効率化により、従来にない極めて高いスループットを実現することができる。
【００７９】
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されず、本発明の要旨の範囲内で種々変形が可能である。特に、処理装置の各特徴部分を各実施の形態に別けて述べたが、それらの特徴部分は、任意に組み合わせ可能である。例えば、図１図示の処理装置に、図１２を参照して述べた搬送機構８０や、図１５を参照して述べたロードロック室３ａ、３ｂを用いることができる。また、図１２図示の処理装置に、図３を参照して述べた搬送機構６０や図４を参照して述べたロードロック室３を用いることができる。
【００８０】
更に、例えば、本発明は、単一の処理室を有する処理装置にも有効に適用することができ、真空処理に限らず常圧または陽圧の処理装置にも適用することができる。また、エッチング、アッシング装置に限らず、成膜装置等、他の種々の処理装置に適用することができる。更にまた、被搬送基板はＬＣＤ基板に限らず、半導体基板等、他の基板であってもよい。
【００８１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、処理室やロードロック室における処理済み基板と未処理基板との交換操作を搬送機構の一進出動作で行うことができるため、スループットを著しく向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る真空処理装置の概観を示す斜視図。
【図２】図１図示の装置の内部を示す概略横断平面図。
【図３】図１図示の装置の搬送室内に配設された搬送機構及びバッファ枠体を示す斜視図。
【図４】図１図示の装置のロードロック室内に配設されたバッファラック及びポジショナを示す斜視図。
【図５】図１図示の装置の処理室における基板の交換操作を説明するための図。
【図６】図１図示の装置の処理室における基板の交換操作を説明するための図。
【図７】図１図示の装置の処理室における基板の交換操作を説明するための図。
【図８】図１図示の装置の処理室における基板の交換操作を説明するための図。
【図９】図１図示の装置の処理室において未処理基板を支持する支持部材の動作を示す図。
【図１０】図１図示の装置の処理室において未処理基板を支持する支持部材の変形例を示す図。
【図１１】図１０図示の支持部材の動作を示す図。
【図１２】本発明の別の実施の形態に係る真空処理装置の概観を示す斜視図。
【図１３】図１２図示の装置の内部を示す概略横断平面図。
【図１４】図１２図示の装置の内部を示す概略側面図。
【図１５】図１２図示の装置のロードロック室の内部を示す概略斜視図。
【図１６】図１２図示の装置における基板の搬送シーケンスを順に示す説明図。
【符号の説明】
２、４、６……処理室
３、３ａ、３ｂ……ロードロック室
５……搬送室
１０……載置台
１１……支持ピン（第２の支持部材）
１２、１２ｘ……支持部材（第１の支持部材）
３０……バッファラック
４２……ＬＣＤ基板カセット
５０……搬送機構
６０、６０ｘ……搬送機構
６２……アーム
６６……キャッチャ
６６ａ、６６ｂ……フォーク
８０……搬送機構
８５、８６……フォーク
９１、９２……ハンド
Ｓ……ＬＣＤ基板
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）基板や半導体ウェハに半導体処理を施すための半導体処理装置、その基板交換機構及び基板交換方法に関する。ここで、半導体処理とは、ＬＣＤ基板、半導体ウェハ等の被処理基板上に半導体デバイスを製造するために実施される種々処理を意味する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、例えばＬＣＤパネルの製造工程においては、減圧雰囲気下でＬＣＤ基板にエッチング、アッシング等の所定の半導体処理を施す真空処理室を複数備えた、いわゆるマルチチャンバー型の真空処理装置が使用されている。
【０００３】
このような真空処理装置は、内部に搬送アーム等を有する基板搬送機構が設けられたロードロック室と、その周囲に設けられた複数の真空処理室とを有する。ロードロック室内の搬送アームにより、被処理基板が各真空処理室に搬入されると共に、処理済みの基板が各真空処理室から搬出される。
【０００４】
このようなＬＣＤ基板の処理装置においては、一定期間に処理可能な基板の処理枚数、つまり装置のスループットをいかにして向上させるかが大きな技術課題となっている。そのために上述したように装置をマルチチャンバータイプにしたり、搬送アームを上下２段にしたりして対応している。
【０００５】
２段の搬送アームを用いる場合には、上アームに未処理基板を載置した状態で、搬送アームを真空処理室内の載置台にアクセスし、まず下アームを進出させて処理済み基板を受け取った後、下アームを退避させ、次いで上アームを進出させて未処理基板を載置台上に搬送する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のような基板の交換動作では時間短縮にも一定の限界があり、ＬＣＤ基板に対するさらなるスループット向上が要求されている。
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、基板処理におけるスループットを向上させることが可能な基板交換機構及び基板交換方法を提供することを目的とする。また、このような基板処理のスループットを向上させることが可能な交換機構を備えた処理装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の視点は、半導体処理装置において載置台上の被処理基板を交換するための基板交換機構であって、
前記基板の１つを前記載置台上方の第１の位置で支持するための進出状態と退却状態との間で状態を切替え可能な第１の支持部材と、
前記基板の１つを前記載置台上方の第２の位置で支持するための進出状態と退却状態との間で状態を切替え可能な第２の支持部材と、前記第１及び第２の位置は上下に重なるように配置されることと、
前記載置台に対して前記基板を搬出入するための搬送機構と、前記搬送機構は、夫々に前記基板の１つを保持可能で且つ夫々前記第１及び第２の位置に対応して上下に積重なる第１及び第２の保持部を有する搬送部材を具備することと、
を具備し、
前記基板の１つである第１の基板が前記搬送部材の前記第１の保持部に保持され、且つ前記基板の別の１つである第２の基板が前記第２の支持部材により支持されている状態において、前記搬送部材が前記載置台の上方の所定位置に進出している間に、前記第１及び第２の支持部材が前記搬送部材に対して相対的に上下逆方向に移動されることにより、前記第１の基板が前記第１の保持部から前記第１の支持部材に受け渡されると共に、前記第２の基板が前記第２の支持部材から前記第２の保持部に受け渡されることを特徴とする。
【０００８】
本発明の第２の視点は、半導体処理装置において載置台上の被処理基板を交換するための基板交換機構を用いた基板交換方法であって、
前記基板交換機構は、
前記基板の１つを前記載置台上方の第１の位置で支持するための進出状態と退却状態との間で状態を切替え可能な第１の支持部材と、
前記基板の１つを前記載置台上方の第２の位置で支持するための進出状態と退却状態との間で状態を切替え可能な第２の支持部材と、前記第１及び第２の位置は上下に重なるように配置されることと、
前記載置台に対して前記基板を搬出入するための搬送機構と、前記搬送機構は、夫々に前記基板の１つを保持可能で且つ夫々前記第１及び第２の位置に対応して上下に積重なる第１及び第２の保持部を有する搬送部材を具備することと、
を具備し、
前記基板交換方法は、
前記基板の１つである第１の基板を前記搬送部材の前記第１の保持部に保持し、且つ前記基板の別の１つである第２の基板を前記第２の支持部材により支持する工程と、
前記搬送部材を前記載置台の上方の所定位置に進出させた状態におき、前記第１及び第２の支持部材を前記搬送部材に対して相対的に上下逆方向に移動させることにより、前記第１の基板を前記第１の保持部から前記第１の支持部材に受け渡すと共に、前記第２の基板を前記第２の支持部材から前記第２の保持部に受け渡す工程と、
を具備することを特徴とする。
【０００９】
本発明の第３の視点は、被処理基板を処理するための半導体処理装置であって、
載置台を有すると共に前記載置台上に載置された前記基板の１つに所定の半導体処理を施すための処理室と、
前記処理室外で前記基板を待機させるための待機部と、
前記載置台上の処理済み基板を前記待機部の未処理基板と交換するための基板交換機構と、を具備し、
前記基板交換機構は、
前記基板の１つを前記載置台上方の第１の位置で支持するための進出状態と退却状態との間で状態を切替え可能な第１の支持部材と、
前記基板の１つを前記載置台上方の第２の位置で支持するための進出状態と退却状態との間で状態を切替え可能な第２の支持部材と、前記第１及び第２の位置は上下に重なるように配置されることと、
前記載置台に対して前記基板を搬出入するための搬送機構と、前記搬送機構は、夫々に前記基板の１つを保持可能で且つ夫々前記第１及び第２の位置に対応して上下に積重なる第１及び第２の保持部を有する搬送部材を具備することと、
を具備し、
前記未処理基板が前記搬送部材の前記第１の保持部に保持され、且つ前記処理済み基板が前記第２の支持部材により支持されている状態において、前記搬送部材が前記載置台の上方の所定位置に進出している間に、前記第１及び第２の支持部材が前記搬送部材に対して相対的に上下逆方向に移動されることにより、前記未処理基板が前記第１の保持部から前記第１の支持部材に受け渡されると共に、前記処理済み基板が前記第２の支持部材から前記第２の保持部に受け渡されることを特徴とする半導体処理装置。
【００１０】
本発明の第４の視点は、被処理基板を処理するための半導体処理装置であって、
減圧雰囲気に設定可能で且つ前記基板を待機させるために使用されるロードロック室と、
前記ロードロック室にゲートを介して接続された複数の真空処理室と、前記真空処理室は夫々載置台を有すると共に前記載置台上に載置された前記基板の１つに所定の半導体処理を減圧雰囲気で施すために使用されることと、
前記載置台上の処理済み基板を前記ロードロック室内の未処理基板と交換するための基板交換機構と、を具備し、
前記基板交換機構は、
前記基板の１つを前記載置台上方の第１の位置で支持するための進出状態と退却状態との間で状態を切替え可能な第１の支持部材と、
前記基板の１つを前記載置台上方の第２の位置で支持するための進出状態と退却状態との間で状態を切替え可能な第２の支持部材と、前記第１及び第２の位置は上下に重なるように配置されることと、
前記載置台に対して前記基板を搬出入するための搬送機構と、前記搬送機構は、夫々に前記基板の１つを保持可能で且つ夫々前記第１及び第２の位置に対応して上下に積重なる第１及び第２の保持部を有する搬送部材を具備することと、
を具備し、
前記未処理基板が前記搬送部材の前記第１の保持部に保持され、且つ前記処理済み基板が前記第２の支持部材により支持されている状態において、前記搬送部材が前記載置台の上方の所定位置に進出している間に、前記第１及び第２の支持部材が前記搬送部材に対して相対的に上下逆方向に移動されることにより、前記未処理基板が前記第１の保持部から前記第１の支持部材に受け渡されると共に、前記処理済み基板が前記第２の支持部材から前記第２の保持部に受け渡されることを特徴とする半導体処理装置。
【００１１】
（作用）
本発明においては、搬送部材の第１の基板支持部に第１の基板が支持され、且つ載置台上方の第２の位置で第２の基板が第２の基板支持部材に支持されている状態で、搬送部材を載置台の上方の所定位置に進出させ、その際に第１の基板支持部に支持された第１の基板を第１の位置にある第１の支持部材に受け渡し、それと同時に、第２の基板支持部材から第２の基板支持部に第２の基板を受け渡す。このため、従来搬送部材を２回移動させることによって行なっていた基板の交換工程を、１回の移動で行なうことができ、スループットを著しく向上させることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態について具体的に説明する。
ここでは、ガラス製のＬＣＤ基板上に半導体デバイス等を形成するため、エッチング処理及びアッシング処理を行なうためのマルチチャンバータイプの真空処理装置について説明する。
【００１３】
図１は本発明の実施の形態に係る真空処理装置の概観を示す斜視図、図２はその内部を示す概略横断平面図である。
処理装置１の中央部にはゲートバルブ９ａを介して接続された搬送室５とロードロック室３とが配設される。搬送室５は、平面が略正方形であり、ロードロック室３と面しない残りの各側面には、開口部を気密にシールし且つ開閉可能なゲートバルブ９ａを介して３つの処理室２、４、６が夫々接続される。
【００１４】
各処理室２、４、６には、所定の処理ガスを供給するための供給手段と、室内を排気するための排気手段とが接続され、従って、各処理室２、４、６は任意の減圧雰囲気に設定し且つ維持することが可能となっている。例えば、処理室２、６では同一のエッチング処理が行なわれ、他の１つ処理室４ではアッシング処理が行なわれる。処理室の組合わせはこれに限らず、適宜の処理を組み合わせることもでき、シリアル処理、パラレル処理等任意の処理を複数の処理室を用いて実施することが可能である。
【００１５】
各処理室２、４、６内には載置台１０が配設される。載置台１０には基板Ｓを支持するための４本の支持ピン１１が配設される。載置台１０の周囲にはやはり基板を支持するための４本の支持部材１２が配設される。支持ピン１１及び支持部材１２については、詳細を後述する。
【００１６】
ロードロック室３は任意の減圧雰囲気に設定し且つ維持することが可能となっている。ロードロック室３内には、図４図示の如く、基板Ｓを支持するための一対のスタンド３１を具備するバッファラック３０が配設される。バッファラック３０は、一度に２枚の基板Ｓを保持するように構成されており、これにより真空引き、パージの効率が向上する。
【００１７】
各スタンド３１は、２つの棚３２、３３を上下に具備する。棚３２、３３は搬送機構５０の２枚のアーム５２、５３に対応する水平な２段の基板支持レベルを形成する。本実施の形態では、バッファラック３０の支持レベル間隔は、カセット４２における基板Ｓの支持間隔よりも大きく設定される。また各棚３２、３３の上面には、摩擦係数の高い合成ゴムからなる突起３４が設けられており、これによって基板のずれ及び落下が防止される。
【００１８】
バッファラック３０の一対のスタンド３１は一体的に昇降可能となる。バッファラック３０の昇降により、搬送室５内に設けられた搬送機構６０が昇降することなく、２枚の基板のうちの一方を選択的に取出すことができる。
【００１９】
ロードロック室３内には、２枚の基板を一度にアライメントするための一対のポジショナ３５、３５及び基板のアライメントの完了を確認するための光学的センサ（図示せず）が配置される。一対のポジショナ３５は、基板の対角線の延長線上にて相互に対向するように配置される。各ポジショナ３５は、図中の往復矢印Ａ方向に起動可能なサポート３６と、サポート３６上に回転フリーに支持された一対のローラ３７、３７を具備する。
【００２０】
ポジショナ３５は、バッファラック３０に支持された２枚の基板を対角線方向に挟み込む態様で、基板のアライメントを行なう。ローラ３７は基板Ｓの側面を４点で押圧することにより位置合わせするため、略矩形状の基板の位置合わせを行なうのに特に適する。ローラ３７はサポート３６上に着脱可能に取り付けられ、処理されるＬＣＤ基板の寸法に応じて適宜交換することが可能である。
【００２１】
ロードロック室３はゲートバルブ９ｂを介して外部雰囲気と接続される。ロードロック室３の外部側には、２つのカセットインデクサ４１が配設され、その上に夫々ＬＣＤ基板を収容するカセット４２が載置される。カセット４２の一方には未処理基板が収容され、他方には処理済み基板が収容される。カセット４２は、昇降機構４３により昇降可能となっている。
【００２２】
２つのカセット４２の間には、支持台５１上に基板搬送機構５０が配設される。搬送機構５０は上下２段に配設されたアーム５２、５３と、これらを一体的に進出退避及び回転可能に支持するベース５４とを有する。アーム５２、５３上には基板を支持する４つの突起５５が形成される。突起５５は摩擦係数の高い合成ゴム製の弾性体からなり、基板支持中に基板がずれたり、落下することが防止される。
【００２３】
搬送機構５０は、アーム５２、５３により２枚の基板を一度に搬送可能となっている。即ち、カセット４２に対して、２枚の基板が一度に取出しまたは装入することが可能となる。各カセット４２の高さは昇降機構４３により調整され、アーム５２、５３による基板の取出しまたは装入位置が設定される。２枚のアーム５２、５３の間隔は、各種のカセットの基板支持間隔の最大値よりも大きくなるように設定される。このため、種々のカセットに対応可能である。
【００２４】
なお、カセットは１個だけ設置するもできる。この場合には、同一のカセット内の空いたスペースに処理済みの基板を戻していくことになる。
搬送室５は任意の減圧雰囲気に設定し且つ維持することが可能となっている。搬送室５内には、図３図示の如く、搬送機構６０と、複数のＬＣＤ基板を保持可能に構成されたバッファ枠体７０が配設される。搬送機構６０により、ロードロック室３と、処理室２、４、６との間で基板が搬送される。また、バッファ枠体７０により、未処理基板または処理済み基板が一時的に保持される。このように基板を一時保持することによりスループットの向上を図っている。
【００２５】
搬送機構６０は、ベース６８の一端に配設され、ベース６８に回動可能に配設された第１アーム６２と、第１アーム６２の先端部に回動可能に配設された第２アーム６４と、第２アーム６４に回動可能に配設され且つ基板を保持するためのキャッチャ６６とを有する。ベース６８に内蔵された駆動機構により第１アーム６２、第２アーム６４及びキャッチャ６６を移動させることにより、基板を搬送することが可能となる。また、搬送機構６０は、ベース６８の下に配設されたシリンダ機構６９により上下動が可能であると共に、シリンダを軸として回転可能となっている。
【００２６】
搬送機構６０のキャッチャ６６は、２段に構成されたフォーク６６ａ、６６ｂを有する。上フォーク６６ａにより未処理基板が支持され、下フォーク６６ｂにより処理済み基板が支持されるようになっている。なお、図示しないが、各フォークには、基板のずれや落下を防止するために、摩擦係数の高い合成ゴム製の突起が配設される。
【００２７】
バッファ枠体７０は、ベース６８の他端側に、ベース６８に対して昇降可能に設置される。枠体７０は、４つのバッファ７２、７４、７６、７８を具備し、これらは水平な４段の基板支持レベルを形成している。これらバッファには、基板を支持するための突起７９が配設される。突起７９は摩擦係数の高い合成ゴム製であり、基板支持中に基板がずれることまたは落下することを防止する。
【００２８】
搬送機構６０及びバッファ枠体７０は、シリンダ６９を軸としてベース６８と一体となって回転する。このようにベース６８を回転させることにより、搬送機構６０は、処理室２、４、６、ロードロック室３のいずれかに対して選択的に対面することができる。
【００２９】
各処理室２、４、６内には、上述したように載置台１０が配設される。載置台１０はプラズマを形成するための下部電極として機能する。載置台１０の周囲には、図５図示の如く、セラミック製のシールドリング１３が配設される。
【００３０】
４本の支持ピン１１（第２の支持部材）は載置台１０の縁部に進出退避可能に配設される。４本の支持部材１２（第１の支持部材）は、載置台１０の周囲のシールドリング１３に進出退避可能に配設された支持棒１２ａと、その先端に配設された張出し部材１２ｂとを有する。支持棒１２ａは進出することにより、基板を支持することが可能となり、基板の受取りの際に第１の位置で未処理基板Ｓ１を支持する。また、支持ピン１１は進出することにより、基板を支持することが可能となり、基板受渡しの際に第１の位置よりも下方の第２の位置で処理済み基板Ｓ２を支持する。即ち、支持ピン１１は、突出時に第２の位置で基板の１つを支持し、且つ退避時に基板の１つを載置台１０上に載置することが可能である。
【００３１】
支持部材１２は退避位置において、図９（ａ）図示の如く、張出し部材１２ｂが載置台１０にかからないような状態にある。しかし、支持部材１２は支持位置において、図９（ｂ）図示の如く、支持棒１２ａが回転されることにより、張出し部材１２ｂが載置台１０側に突出した支持位置にある状態となる。
【００３２】
キャッチャ６６は、その上フォーク６６ａが前記第１の位置に対応し、下フォーク６６ｂが前記第２の位置に対応する位置になるように高さが設定される。後述するように、上フォーク６６ａに未処理基板を支持した状態で処理室に装入された際に、未処理基板が第１の位置にある支持部材１２に受け渡されると同時に、第１の位置で支持ピン１１に支持される処理済み基板がフォーク６６ｂに受け渡される。
【００３３】
次に、以上のように構成される装置の動作について説明する。
まず、搬送機構５０の２枚のアーム５２、５３を進退駆動させて、未処理基板を収容した一方のカセット４２（図１の左側のカセット）から２枚の基板Ｓを一度にロードロック室３に搬入する。
【００３４】
ロードロック室３内においては、バッファラック３０の棚３２、３３により２枚の基板Ｓを保持する。アーム５２、５３が退避した後、ロードロック室の大気側のゲートバルブ９ｂを閉じる。その後、ロードロック室３内を排気して、内部を所定の真空度、例えば１０-1Ｔｏｒｒ程度まで減圧する。真空引き終了後、一対のポジショナ３５の４つのローラ３７により基板を押圧うすることにより基板Ｓの位置合わせを行なう。
【００３５】
以上のように位置合わせされた後、搬送室５及びロードロック室３間のゲートバルブ９ａを開く。汚染防止の観点から下段の棚３３の基板Ｓから搬送機構６０により搬送室５内に搬入し、バッファ枠体７０の最上のバッファ７２に保持する。この場合に、基板Ｓはバファラック３０上に予め決められた所定の間隔で支持されるているので、搬送機構の動作制御をカセット４２の基板支持間隔に依存せずに行なうことができる。即ち、異なる基板の支持間隔毎に搬送機構６０の動作量等を変更するという複雑な制御手段が不要となる。従って、装置内の汚染を低減することができる。
【００３６】
搬送室５内に基板を搬入した状態で、１０-4Ｔｏｒｒ程度に更に真空引きする。これにより、装置内の汚染を低減することができる。次に、搬送機構６０により搬送室５内に搬入し且つバッファ７２に保持した基板Ｓを所定の処理室、例えば処理室２に搬送する。この場合に、最初に搬送する場合以外は、処理室内には処理済み基板が存在しており、処理済み基板と未処理基板との交換を行なうこととなる。
【００３７】
この際の交換操作を図５乃至図８を参照しながら説明する。
まず、処理室の載置台１０上に処理済み基板Ｓ２を載置した状態で、支持部材１２を図９（ａ）の状態から進出させる。更に、図９（ｂ）のように支持棒１２ａを回転させて、張出し部材１２ｂが載置台１０側に突出する位置になるようにする。この状態でこの支持部材１２は第１の位置で未処理基板Ｓ１を受取ることが可能な状態となる。
【００３８】
次に、支持ピン１１を進出させて処理済み基板Ｓ２を上昇させ、第２の位置で支持するようにする。以上のような動作により、図５の状態が形成される。この場合に、搬送機構６０のキャッチャ６６は、その上フォーク６６ａが前記第１の位置に対応し、下フォーク６６ｂが前記第２の位置に対応する位置になるように高さが設定されており、上フォーク６６ａに未処理基板Ｓ１を支持している。
【００３９】
次に、図６図示の如く、キャッチャ６６を載置台１０の上方に進出させ、未処理基板Ｓ１を載置台１０上方の第１の位置まで搬送する。この場合に、フォーク６６ｂは第２の位置にある処理済み基板Ｓ２の直下に位置する。この状態で支持部材１２の支持棒１２ａを僅かに上昇させ、同時に支持ピン１１を下降させる。これにより、未処理基板Ｓ１は支持部材１２に支持された状態となると共に、処理済み基板はキャッチャ６６の下フォーク６６ｂに支持された状態となる。
【００４０】
その後、図７図示の如く、処理済み基板Ｓ２を支持した状態のキャッチャ６６を退避させる。そして、図８図示の如く、再び支持ピン１１を進出させて未処理基板Ｓ１を支持し、支持部材１２を退避させて図９（ａ）の状態に戻す。この図８の動作と並行して、処理室と搬送室５との間のゲートバルブ９ａを閉じる動作に入り、プロセス前処理を開始する。従って、図８の動作はスループットには影響を与えない。
【００４１】
このように、処理室における基板の交換において、未処理基板の搬入と処理済み基板の搬出とを保持部（キャッチャ）の１回の移動によって行なうことができる。このため、基板の交換時間を著しく低減することができる。ちなみに、従来この交換操作にかかる時間が１７秒であったものが８秒と半分以下に短縮された。
【００４２】
このような動作が行なわれる間に、ロードロック室３内の棚３２の基板も搬送室５に搬入し、いずれかのバッファに保持する。このような動作をカセット４２内の基板に対して順次に行なう。この際に第１及び２ロードロック室２０、３内のバッファの存在により、待ち時間なく連続的に基板を装置内に搬入することができるので、スループットの向上に寄与する。
【００４３】
処理済み基板Ｓ２は、搬送機構６０により搬送室５に戻し、更にロードロック室３を経て、搬送機構５０のアーム５２、５３により、処理済み基板用のカセット４２（図１の右側のカセット）に挿入する。
【００４４】
以上のような処理においては、バッファ機構の存在、及び特に処理室における基板の交換の高効率化により、従来にない極めて高いスループットを実現することができる。
【００４５】
また、上記装置では、エッチング、アッシングの連続処理を行なうことが可能であり、この点でも効率が高い。また、プログラムを変更することにより、エッチング、エッチングの連続処理、エッチングの単一処理など、ユーザーのニーズに対応した種々処理を行なうことができ、極めて汎用性が高い。
【００４６】
例えば、支持部材１２として支持棒１２ａの先端に平板状の張出し部材１２ｂを設けたものを用いたが、図１０図示の如く、先端に鉤状部１２ｃを有するピン状の支持部材１２ｘであってもよい。そして、支持部材１２ｘは退避位置においては、図１１（ａ）図示の如く、シールド部材１３中に完全に収容され、その上に蓋１２ｄがされる。支持部材１２ｘが支持位置に進出する際には、図１１（ｂ）図示の如く、蓋１２が開き、支持位置まで上昇すると回転し、鉤状部１２ｃが載置台１０側へ突出した状態となる。また、未処理基板を支持する支持部材（第１の支持部材）は、進出退避即ち上昇下降するタイプのものに限らず、例えば回転移動して退避するタイプのものであってもよい。
【００４７】
また、キャッチャ６６即ち保持部も上記のものに限定されず種々のものを採用することができる。またキャッチャとして上下２段のフォークが固定的に配設されたものを用いたが、これらフォークが独立して移動できるものとすることもできる。更に、基板支持部はフォーク状に限らず搬送機構５０のアーム５２、５３のように板状のものであってもよい。
【００４８】
図１２は本発明の別の実施の形態に係る真空処理装置の概観を示す斜視図、図１３及び図１４はその内部を示す概略横断平面図及び概略側面図である。これらの図中、図１乃至図１１を参照して述べた先の実施の形態と共通する部分については、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
【００４９】
この実施の形態に係る処理装置１Ｂは、図１２図示の如く、先の実施の形態と同じ３つ処理室２、４、６を有する。処理室２、４、６は、平面が正方形の搬送室５の３つの辺に夫々ゲートバルブ９ａを介して接続される。例えば、処理室２、６では同一のエッチング処理が行なわれ、他の１つ処理室４ではアッシング処理が行なわれる。
【００５０】
各処理室２、４、６内には、先の実施の形態と同様、４本の支持ピン１１及び４本の支持部材１２を有する載置台１０が配設される。従って、前述の如く、各処理室２、４、６においては、処理済み基板と未処理基板との交換操作を、搬送室５内に配設された搬送機構６０の一進出動作で行うことができる。
【００５１】
搬送室５の残りの一辺には、上下に２つのロードロック室３ａ、３ｂが夫々ゲートバルブ９ａを介して接続される。また、ロードロック室３ａ、３ｂと基板カセット４２との間でＬＣＤ基板Ｓを搬送するため、先の実施の形態の搬送機構５０とは異なる構造の搬送機構８０が配設される。
【００５２】
搬送機構８０はベース板８１を有し、その長手方向に沿って摺動駆動可能にスライダ８２が配設される。スライダ８２上には、水平面内で回転駆動可能にＬ字形のスタンド８３が取付けられる。更に、スタンド８３の垂直部には、昇降駆動可能に水平板８４が取付けられる。
【００５３】
水平板８４上には基板Ｓを載置するための上フォーク８５及び下フォーク８６が配設される。下フォーク８６は、水平板８４の長手方向に沿って摺動駆動可能に水平板８４に取付けられる。下フォーク８６の基部８６ａにはサブスタンド８７が立設され、上フォーク８５はサブスタンド８７に昇降駆動可能に取付けられる。従って、上フォーク８５は下フォーク８６と共に、水平板８４の長手方向に沿って一体的に摺動することとなる。
【００５４】
上フォーク８５のフィンガ８５ｂ、８５ｃと、下フォーク８６のフィンガ８６ｂ、８６ｃとは、上下方向の厚さが同一で、基板Ｓのカセット４２内への収納間隔よりも小さくなっている。また、上フォーク８５のフィンガ８５ｂ、８５ｃの内エッジ間の幅は、下フォーク８６のフィンガ８６ｂ、８６ｃの外エッジ間の幅よりも僅かに大きく設定される。更に、下フォーク８６の基部８６ａは、そのフィンガ８６ｂ、８６ｃよりも、上フォーク８５の基部８５ａの厚さ分だけ下に凹んでいる。
【００５５】
従って、上フォーク８５が最も降下した際、上フォーク８５のフィンガ８５ｂ、８５ｃと下フォーク８６のフィンガ８６ｂ、８６ｃとは横方向から見て一枚の板のように相互に重なり合うことができる。この時、上フォーク８５のフィンガ８５ｂ、８５ｃは、下フォーク８６のフィンガ８６ｂ、８６ｃのちょうど外側で同一平面上に位置する。また、この時、少なくとも両フォーク８５、８６の上側の支持面を整一させるようにする。ここでは、両上フォーク８５、８６の厚さが同じであるから、両フォーク８５、８６の上側の支持面も、下側の底面も整一する。
【００５６】
このような構成の搬送機構８０を用いると、処理済み基板のカセット４２への収納と、未処理基板のカセットからの取り出しとを同時に並行して行うことができ、スループットが向上する。搬送機構８０は、回転系が１カ所で、他は全て直線摺動系であるから、高速且つ安定した動作を行うことができる。
【００５７】
ロードロック室３ａ、３ｂは個別に任意の減圧雰囲気に設定し且つ維持することが可能となっている。従って、ロードロック室３ａ、３ｂは、個別動作可能なゲートバルブ９ａを介して搬送室５に接続される一方、個別動作可能なゲートバルブ９ｂを介して外部雰囲気に接続される。
【００５８】
この実施の形態において、両ロードロック室３ａ、３ｂは、図１５図示の様な同一の内部構造を有する。即ち、各ロードロック室３ａ、３ｂは、水平な２段の基板支持レベルを有し、一度に２枚の基板Ｓを保持するように構成される。上段支持レベルは対向する一対のハンド９１により規定され、下段支持レベルは対向する一対のハンド９２により規定される。
【００５９】
各ハンド９１、９２は前方に向かって広がるように配設された一対のフィンガ９３を有する。フィンガ９３は内側壁に取付けられた駆動部９４に取付けられ、駆動部９４により、図１５図示の位置と、フィンガ９３が側壁に向かって退避する退避位置との間で旋回駆動される。
【００６０】
また、各ロードロック室３ａ、３ｂには底壁の下に配設された駆動部（図示せず）により上下に駆動される４本の支持ピン９６が配設される。支持ピン９６は、底壁の下に退避する退避位置と、ハンド９１により規定される上段支持レベルよりも上に突出する突出位置との間で移動可能であると共に、任意の位置で停止可能となる。
【００６１】
各フィンガ９３が閉じて図１５図示の位置にある時、各ハンド９１、９２により基板Ｓを対応の支持レベルに支持可能となる。反対に、各フィンガ９３が退避位置に開くと、支持ピン９６に支持された基板Ｓが、対向する一対のハンド９１、９１間、或いは一対のハンド９２、９２間を通過することができる。
【００６２】
更に、この実施の形態においては、搬送室５内に配設された搬送機構６０ｘには、上下２フォーク６６ａ、６６ｂを有するキャッチャ６６が具備されるが、バッファ枠体７０は付設されていない。これは、上下２つのロードロック室３ａ、３ｂが配設されると共に、処理室２、４、６だけでなく、ロードロック室３ａ、３ｂにおいても、処理済み基板と未処理基板との交換操作を搬送機構６０ｘの一進出動作で行うことができるため、バッファ枠体７０を省略することができるからである。また、キャッチャ６６をバッファ枠体７０側に向ける必要がないため、キャッチャ６６とベース６８とは一つの中間アーム６３で接続される。更に、ベース６８は、シリンダ機構６９を介して上下に駆動可能となっている。
【００６３】
上述のような構成により、各ロードロック室３ａ、３ｂにおいては、搬送機構６０ｘの一進出動作で、処理済み基板と未処理基板との交換操作が可能となる。この操作は、処理室２、４、６の載置台１０に支持ピン１１と支持部材１２とを配設することにより実現した、処理済み基板と未処理基板との交換操作と類似している。
【００６４】
なお、ロードロック室３ａ、３ｂの各ハンド９１、９２のフィンガ９３が開閉可能であるのは、例えば、空き時間に処理済みの基板Ｓを上段支持レベルから下段支持レベルに移す等の付随的な動作に対応するためのものである。従って、処理済み基板と未処理基板との交換操作を搬送機構６０ｘの一進出動作で行うためだけであれば、各ハンド９１、９２のフィンガ９３は開閉動作せず、図１５図示の位置に固定されたものでよい。
【００６５】
次に、ロードロック室３ａ、３ｂにおいて、搬送室５の搬送機構６０ｘにより処理済み基板と未処理基板とを交換する操作について説明する。ここでは、搬送機構６０ｘの下フォーク６６ｂに処理済み基板Ｓ１が支持され、ロードロック室３ａのハンド９１（上段支持レベル）に未処理基板Ｓ２が支持された状態を想定する。また、ロードロック室３ａの上下段支持レベル間の間隔が搬送機構６０ｘの上下段支持レベル間の間隔よりも十分大きく設定されるものとする。なお、ゲートバルブ９ａ等の付随的な操作の説明は省略する。
【００６６】
先ず、下フォーク６６ｂで処理済み基板Ｓ１を支持するキャッチャ６６を、ハンド９１で未処理基板Ｓ２を支持するロードロック室３ａ内に挿入する。この時、キャッチャ６６の上下フォーク６６ａ、６６ｂの両者がロードロック室３ａの上下ハンド９１、９２間に位置するようにする。
【００６７】
次に、支持ピン９６を上昇させ、支持ピン９６によりキャッチャ６６の下フォーク６６ｂから処理済み基板Ｓ１を受取る。次に、支持ピン９６と共にキャッチャ６６を上昇させ、上フォーク６６ａによりハンド９１から未処理基板Ｓ２を受取る。
【００６８】
次に、上フォーク６６ａで未処理基板Ｓ２を支持するキャッチャ６６を搬送室５へ退避させる。次に、支持ピン９６を下降させ、ハンド９２（下段支持レベル）上に処理済み基板Ｓ１を載置する。
【００６９】
次に、上記操作に続いて、ロードロック室３ａ、３ｂにおいて、外部雰囲気側の搬送機構８０により処理済み基板と未処理基板とを交換する操作について説明する。ここでは、ロードロック室３ａのハンド９２（下段支持レベル）に処理済み基板Ｓ１が支持され、搬送機構８０の上フォーク８５に未処理基板Ｓ３が支持された状態を想定する。なお、ゲートバルブ９ｂ等の付随的な操作の説明は省略する。
【００７０】
先ず、上フォーク８５で未処理基板Ｓ３を支持する搬送機構８０を、ハンド９２で処理済み基板Ｓ１を支持するロードロック室３ａ内に挿入する。この時、搬送機構８０の上下フォーク８５、８６間の間隔を予め広げておき、上下フォーク８５、８６間にロードロック室３ａの上下ハンド９１、９２が位置するようにする。
【００７１】
次に、搬送機構８０の水平板８４を上昇させながら、上フォーク８５を下フォーク８６に向けて移動させる。この操作により、上下フォーク８５、８６を上昇させながら両者間の間隔を狭めることができる。従って、上フォーク８５から上ハンド９１に未処理基板Ｓ３を載置すると共に、下フォーク８６により下ハンド９２から処理済み基板Ｓ１を受取ることができる。
【００７２】
図１６は図１２乃至図１５を参照して述べた実施の形態に係る真空処理装置におけるＬＣＤ基板Ｓの搬送シーケンスを順に示す説明図である。ここでは、処理室２、６で同一のエッチング処理を、処理室４でアッシング処理を行うことを想定している。図１６においては混同を避けるため、（ａ）のみに処理装置の各室の参照を符号を付してある。（ｂ）〜（ｓ）中の数字は、ＬＣＤ基板Ｓである基板Ｓ１〜Ｓ８の係数のみを取上げて示すものである。
【００７３】
先ず、下ロードロック室３ｂに基板Ｓ１、上ロードロック室３ａに基板Ｓ２を導入する（図１６（ｂ）、（ｃ））。次に、基板Ｓ１を下ロードロック室３ｂから搬送室５を経由し（図１６（ｄ））、処理室２にロードし、基板Ｓ１のエッチングを開始する。また、基板Ｓ１を処理室２にロードするのと並行して下ロードロック室３ｂに基板Ｓ３を搬入する（図１６（ｅ））。そして、基板Ｓ１の処理中、基板Ｓ２を上ロードロック室３ａから搬送室５を経由し（図１６（ｆ））、処理室６にロードし、基板Ｓ２のエッチングを開始する。また、基板Ｓ２を処理室６にロードするのと並行して上ロードロック室３ａに基板Ｓ４を搬入する（図１６（ｇ））。
【００７４】
次に、基板Ｓ１、Ｓ２の処理中、基板Ｓ３を下ロードロック室３ｂから搬送室５に移動する（図１６（ｈ））。更に、基板Ｓ２の処理中、エッチング処理済みの基板Ｓ１と基板Ｓ３とを搬送機構６０ｘの一進出動作で交換し、基板Ｓ１を搬送室５にアンロードすると共に基板Ｓ３を処理室２にロードする。また、これと並行して、下ロードロック室３ｂに基板Ｓ５を搬入する（図１６（ｉ））。
【００７５】
次に、基板Ｓ２、Ｓ３の処理中、基板Ｓ１を搬送室５から処理室４にロードし、基板Ｓ１のアッシングを開始する（図１６（ｊ））。更に、基板Ｓ２、Ｓ３、Ｓ１の処理中、基板Ｓ４を上ロードロック室３ａから搬送室５に移動する（図１６（ｋ））。そして、基板Ｓ３、Ｓ１の処理中、エッチング処理済みの基板Ｓ２と基板Ｓ４とを搬送機構６０ｘの一進出動作で交換し、基板Ｓ２を搬送室５にアンロードすると共に基板Ｓ４を処理室６にロードする。また、これと並行して、上ロードロック室３ａに基板Ｓ６を搬入する（図１６（ｌ））。
【００７６】
次に、基板Ｓ３、Ｓ４の処理中、アッシング処理済みの基板Ｓ１と基板Ｓ２とを搬送機構６０ｘの一進出動作で交換し、基板Ｓ１を搬送室５にアンロードすると共に基板Ｓ２を処理室４にロードする（図１６（ｍ））。更に、基板Ｓ３、Ｓ４、Ｓ２の処理中、処理完了基板Ｓ１と基板Ｓ５とを搬送機構６０ｘの一進出動作で交換し、基板Ｓ１を下ロードロック室３ｂに戻すと共に基板Ｓ５を搬送室５に移動する（図１６（ｎ））。そして、基板Ｓ４、Ｓ２の処理中、エッチング処理済みの基板Ｓ３と基板Ｓ５とを搬送機構６０ｘの一進出動作で交換し、基板Ｓ３を搬送室５にアンロードすると共に基板Ｓ５を処理室２にロードする。また、これと並行して、処理完了基板Ｓ１と基板Ｓ７とを外部雰囲気側の搬送機構８０の一進出動作で交換し、基板Ｓ１を搬出すると共に基板Ｓ７を下ロードロック室３ｂに搬入する（図１６（ｏ））。
【００７７】
以下、同様な操作を繰返すことにより（図１６（ｐ）〜（ｓ））、基板Ｓ１〜Ｓ８を、それらの係数の小さい順に処理を完了して、真空処理装置から搬出することができる。
【００７８】
以上のような処理においては、処理室及びロードロック室における基板の交換の高効率化により、従来にない極めて高いスループットを実現することができる。
【００７９】
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されず、本発明の要旨の範囲内で種々変形が可能である。特に、処理装置の各特徴部分を各実施の形態に別けて述べたが、それらの特徴部分は、任意に組み合わせ可能である。例えば、図１図示の処理装置に、図１２を参照して述べた搬送機構８０や、図１５を参照して述べたロードロック室３ａ、３ｂを用いることができる。また、図１２図示の処理装置に、図３を参照して述べた搬送機構６０や図４を参照して述べたロードロック室３を用いることができる。
【００８０】
更に、例えば、本発明は、単一の処理室を有する処理装置にも有効に適用することができ、真空処理に限らず常圧または陽圧の処理装置にも適用することができる。また、エッチング、アッシング装置に限らず、成膜装置等、他の種々の処理装置に適用することができる。更にまた、被搬送基板はＬＣＤ基板に限らず、半導体基板等、他の基板であってもよい。
【００８１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、処理室やロードロック室における処理済み基板と未処理基板との交換操作を搬送機構の一進出動作で行うことができるため、スループットを著しく向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る真空処理装置の概観を示す斜視図。
【図２】図１図示の装置の内部を示す概略横断平面図。
【図３】図１図示の装置の搬送室内に配設された搬送機構及びバッファ枠体を示す斜視図。
【図４】図１図示の装置のロードロック室内に配設されたバッファラック及びポジショナを示す斜視図。
【図５】図１図示の装置の処理室における基板の交換操作を説明するための図。
【図６】図１図示の装置の処理室における基板の交換操作を説明するための図。
【図７】図１図示の装置の処理室における基板の交換操作を説明するための図。
【図８】図１図示の装置の処理室における基板の交換操作を説明するための図。
【図９】図１図示の装置の処理室において未処理基板を支持する支持部材の動作を示す図。
【図１０】図１図示の装置の処理室において未処理基板を支持する支持部材の変形例を示す図。
【図１１】図１０図示の支持部材の動作を示す図。
【図１２】本発明の別の実施の形態に係る真空処理装置の概観を示す斜視図。
【図１３】図１２図示の装置の内部を示す概略横断平面図。
【図１４】図１２図示の装置の内部を示す概略側面図。
【図１５】図１２図示の装置のロードロック室の内部を示す概略斜視図。
【図１６】図１２図示の装置における基板の搬送シーケンスを順に示す説明図。
【符号の説明】
２、４、６……処理室
３、３ａ、３ｂ……ロードロック室
５……搬送室
１０……載置台
１１……支持ピン（第２の支持部材）
１２、１２ｘ……支持部材（第１の支持部材）
３０……バッファラック
４２……ＬＣＤ基板カセット
５０……搬送機構
６０、６０ｘ……搬送機構
６２……アーム
６６……キャッチャ
６６ａ、６６ｂ……フォーク
８０……搬送機構
８５、８６……フォーク
９１、９２……ハンド
Ｓ……ＬＣＤ基板
Claims (15)
- 半導体処理装置において載置台上の被処理基板を交換するための基板交換機構であって、
前記基板の１つを前記載置台上方の第１の位置で支持するための進出状態と退却状態との間で状態を切替え可能な第１の支持部材と、前記第１の支持部材は、前記載置台の外側に配設された複数の支持棒と、それらの上端で内側に突出するように設けられた張出し部材とを有することと、
前記基板の１つを前記載置台上方で且つ前記第１の位置よりも下方の第２の位置で支持するための進出状態と退却状態との間で状態を切替え可能な第２の支持部材と、前記第１及び第２の位置は上下に重なるように配置されることと、
前記載置台に対して前記基板を搬出入するための搬送機構と、前記搬送機構は、夫々に前記基板の１つを保持可能で且つ夫々前記第１及び第２の位置に対応して上下に積重なる第１及び第２の保持部を有する搬送部材を具備することと、
を具備し、
前記基板の１つである未処理の第１の基板が前記搬送部材の前記第１の保持部に保持され、且つ前記基板の別の１つである処理済の第２の基板が前記第２の支持部材により支持されている状態において、前記搬送部材が前記載置台の上方の所定位置に進出している間に、前記第１及び第２の支持部材が前記搬送部材に対して相対的に上下逆方向に移動されることにより、前記第１の基板が前記第１の保持部から前記第１の支持部材の前記張出し部材に受け渡されると共に、前記第２の基板が前記第２の支持部材から前記第２の保持部に受け渡され、
次に、前記第２の保持部により前記第２の基板を保持する前記搬送部材が前記載置台から退避されることにより、前記第２の基板が前記搬送部材によって搬出され、そして、前記第１及び第２の支持部材の進退動作により、前記第１の基板が前記張出し部材から前記第２の支持部材に受け渡されると共に、前記第１の支持部材が退却することと、
を特徴とする基板交換機構。 - 前記第１及び第２の基板を受け渡す際に、前記搬送部材が停止した状態において、前記第１及び第２の支持部材が上下逆方向に移動することを特徴とする請求項１に記載の基板交換機構。
- 前記第２の支持部材は、前記載置台に対して突出退避可能な複数の支持ピンからなり、突出時に前記第２の位置で前記基板の１つを支持し、且つ退避時に前記基板の１つを前記載置台上に載置することが可能であることを特徴とする請求項１または２に記載の基板交換機構。
- 前記第１の支持部材の前記複数の支持棒は前記載置台に対して突出退避可能に設けられ、前記張出し部材は前記載置台の外側に移動可能に設けられ、前記張出し部材が前記載置台の外側に移動すると共に前記支持棒が退避することによって、前記第１の支持部材が退却することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の基板交換機構。
- 前記張出し部材は、前記支持棒の回転により、前記載置台の上方に張出す位置と前記載置台の上方から退避する位置との間で移動されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の基板交換機構。
- 半導体処理装置において載置台上の被処理基板を交換するための基板交換機構を用いた基板交換方法であって、
前記基板交換機構は、
前記基板の１つを前記載置台上方の第１の位置で支持するための進出状態と退却状態との間で状態を切替え可能な第１の支持部材と、前記第１の支持部材は、前記載置台の外側に配設された複数の支持棒と、それらの上端で内側に突出するように設けられた張出し部材とを有することと、
前記基板の１つを前記載置台上方で且つ前記第１の位置よりも下方の第２の位置で支持するための進出状態と退却状態との間で状態を切替え可能な第２の支持部材と、前記第１及び第２の位置は上下に重なるように配置されることと、
前記載置台に対して前記基板を搬出入するための搬送機構と、前記搬送機構は、夫々に前記基板の１つを保持可能で且つ夫々前記第１及び第２の位置に対応して上下に積重なる第１及び第２の保持部を有する搬送部材を具備することと、
を具備し、
前記基板交換方法は、
前記基板の１つである未処理の第１の基板を前記搬送部材の前記第１の保持部に保持し、且つ前記基板の別の１つである処理済の第２の基板を前記第２の支持部材により支持している状態において、前記搬送部材を前記載置台の上方の所定位置に進出させている間に、前記第１及び第２の支持部材を前記搬送部材に対して相対的に上下逆方向に移動させることにより、前記第１の基板を前記第１の保持部から前記第１の支持部材の前記張出し部材に受け渡すと共に、前記第２の基板を前記第２の支持部材から前記第２の保持部に受け渡す工程と、
次に、前記第２の保持部により前記第２の基板を保持する前記搬送部材を前記載置台から退避させることにより、前記第２の基板を前記搬送部材によって搬出する工程と、
次に、前記第１及び第２の支持部材の進退動作により、前記第１の基板を前記張出し部材から前記第２の支持部材に受け渡すと共に、前記第１の支持部材を退却させる工程と、
を具備することを特徴とする基板交換方法。 - 前記第１及び第２の基板を受け渡す際に、前記搬送部材が停止した状態において、前記第１及び第２の支持部材が上下逆方向に移動することを特徴とする請求項６に記載の基板交換方法。
- 前記第２の支持部材は、前記載置台に対して突出退避可能な複数の支持ピンからなり、突出時に前記第２の位置で前記基板の１つを支持し、且つ退避時に前記基板の１つを前記載置台上に載置することが可能であることを特徴とする請求項６または７に記載の基板交換方法。
- 前記第１の支持部材の前記複数の支持棒は前記載置台に対して突出退避可能に設けられ、前記張出し部材は前記載置台の外側に移動可能に設けられ、前記張出し部材が前記載置台の外側に移動すると共に前記支持棒が退避することによって、前記第１の支持部材が退却することを特徴とする請求項７乃至９のいずれかに記載の基板交換方法。
- 前記張出し部材は、前記支持棒の回転により、前記載置台の上方に張出す位置と前記載置台の上方から退避する位置との間で移動されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の基板交換方法。
- 被処理基板を処理するための半導体処理装置であって、
載置台を有すると共に前記載置台上に載置された前記基板の１つに所定の半導体処理を施すための処理室と、
前記処理室外で前記基板を待機させるための待機部と、
前記載置台上の処理済み基板を前記待機部の未処理基板と交換するための基板交換機構と、
を具備し、前記基板交換機構は、
前記基板の１つを前記載置台上方の第１の位置で支持するための進出状態と退却状態との間で状態を切替え可能な第１の支持部材と、前記第１の支持部材は、前記載置台の外側に配設された複数の支持棒と、それらの上端で内側に突出するように設けられた張出し部材とを有することと、
前記基板の１つを前記載置台上方で且つ前記第１の位置よりも下方の第２の位置で支持するための進出状態と退却状態との間で状態を切替え可能な第２の支持部材と、前記第１及び第２の位置は上下に重なるように配置されることと、
前記載置台に対して前記基板を搬出入するための搬送機構と、前記搬送機構は、夫々に前記基板の１つを保持可能で且つ夫々前記第１及び第２の位置に対応して上下に積重なる第１及び第２の保持部を有する搬送部材を具備することと、
を具備し、
前記基板の１つである未処理の第１の基板が前記搬送部材の前記第１の保持部に保持され、且つ前記基板の別の１つである処理済の第２の基板が前記第２の支持部材により支持されている状態において、前記搬送部材が前記載置台の上方の所定位置に進出している間に、前記第１及び第２の支持部材が前記搬送部材に対して相対的に上下逆方向に移動されることにより、前記第１の基板が前記第１の保持部から前記第１の支持部材の前記張出し部材に受け渡されると共に、前記第２の基板が前記第２の支持部材から前記第２の保持部に受け渡され、
次に、前記第２の保持部により前記第２の基板を保持する前記搬送部材が前記載置台から退避されることにより、前記第２の基板が前記搬送部材によって搬出され、そして、前記第１及び第２の支持部材の進退動作により、前記第１の基板が前記張出し部材から前記第２の支持部材に受け渡されると共に、前記第１の支持部材が退却することと、
を特徴とする半導体処理装置。 - 被処理基板を処理するための半導体処理装置であって、
減圧雰囲気に設定可能で且つ前記基板を待機させるために使用されるロードロック室と、
前記ロードロック室にゲートを介して接続された複数の真空処理室と、前記真空処理室は夫々載置台を有すると共に前記載置台上に載置された前記基板の１つに所定の半導体処理を減圧雰囲気で施すために使用されることと、
前記載置台上の処理済み基板を前記ロードロック室内の未処理基板と交換するための基板交換機構と、
を具備し、前記基板交換機構は、
前記基板の１つを前記載置台上方の第１の位置で支持するための進出状態と退却状態との間で状態を切替え可能な第１の支持部材と、前記第１の支持部材は、前記載置台の外側に配設された複数の支持棒と、それらの上端で内側に突出するように設けられた張出し部材とを有することと、
前記基板の１つを前記載置台上方で且つ前記第１の位置よりも下方の第２の位置で支持するための進出状態と退却状態との間で状態を切替え可能な第２の支持部材と、前記第１及び第２の位置は上下に重なるように配置されることと、
前記載置台に対して前記基板を搬出入するための搬送機構と、前記搬送機構は、夫々に前記基板の１つを保持可能で且つ夫々前記第１及び第２の位置に対応して上下に積重なる第１及び第２の保持部を有する搬送部材を具備することと、
を具備し、
前記基板の１つである未処理の第１の基板が前記搬送部材の前記第１の保持部に保持され、且つ前記基板の別の１つである処理済の第２の基板が前記第２の支持部材により支持されている状態において、前記搬送部材が前記載置台の上方の所定位置に進出している間に、前記第１及び第２の支持部材が前記搬送部材に対して相対的に上下逆方向に移動されることにより、前記第１の基板が前記第１の保持部から前記第１の支持部材の前記張出し部材に受け渡されると共に、前記第２の基板が前記第２の支持部材から前記第２の保持部に受け渡され、
次に、前記第２の保持部により前記第２の基板を保持する前記搬送部材が前記載置台から退避されることにより、前記第２の基板が前記搬送部材によって搬出され、そして、前記第１及び第２の支持部材の進退動作により、前記第１の基板が前記張出し部材から前記第２の支持部材に受け渡されると共に、前記第１の支持部材が退却することと、
を特徴とする半導体処理装置。 - 被処理基板を処理するための半導体処理装置であって、
載置台を有すると共に前記載置台上に載置された前記基板の１つに所定の半導体処理を施すための処理室と、
前記基板の１つを前記載置台上方の第１の位置で支持するための進出状態と退却状態との間で状態を切替え可能であり且つ上端に旋回可能な張出し部材を有する第１の支持部材と、
前記基板の１つを前記載置台上方で且つ前記第１の位置よりも下方の第２の位置で支持するための進出状態と退却状態との間で状態を切替え可能な第２の支持部材と、前記第１及び第２の位置は上下に重なるように配置されることと、
前記基板の１つである未処理の第１の基板が搬送部材から前記張出し部材に受け渡される際に、その下方で、前記基板の別の１つである処理済の第２の基板が前記第２の支持部材から前記搬送部材に受け渡され、前記搬送部材が退避されることにより前記第２の基板が前記搬送部材によって搬出され、そして、前記第１及び第２の支持部材の進退動作により、前記第１の基板が前記張出し部材から前記第２の支持部材に受け渡されることと、
を具備することを特徴とする半導体処理装置。 - 前記第２の支持部材は、前記載置台に対して突出退避可能な複数の支持ピンからなり、突出時に前記第２の位置で前記基板の１つを支持し、且つ退避時に前記基板の１つを前記載置台上に載置することが可能であることを特徴とする請求項１３に記載の半導体処理装置。
- 前記第１の支持部材は、前記第１の位置に存在する場合に前記載置台の外側に位置する複数の支持棒を有することと、
前記張出し部材は前記支持棒の上端で旋回により前記載置台に向かって突出するように設けられることと、
前記張出し部材は前記載置台に向かって旋回した状態で前記基板の１つを支持することと、
前記張出し部材が前記載置台の外側に旋回移動すると共に前記支持棒が退避することによって、前記張出し部材が前記載置台の周囲の部材内に収納されることと、
を特徴とする請求項１３または１４に記載のことを特徴とする半導体処理装置。
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