JP4359640B2

JP4359640B2 - 基板搬送装置及びダウンフロー制御方法

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Publication number: JP4359640B2
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Inventors: 元木宮坂
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
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Priority date: 2007-09-25
Filing date: 2007-09-25
Publication date: 2009-11-04
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Description

本発明は，基板搬送装置及びダウンフロー制御方法に関する。

ガラス基板（例えば液晶基板）や半導体ウエハ（以下，単に「ウエハ」とも称する）などの被処理基板に対してエッチング処理，成膜処理などの所定のプロセス処理を施す装置は，例えばウエハに所定の処理を施すための処理室にロードロック室を接続してなる処理ユニットを備える。また，装置内に搬入される未処理ウエハや装置外に搬出される処理済ウエハを収容するカセット容器，ロードロック室などとの間でウエハの受け渡しを行う搬送機構を有する搬送室を備える。このような搬送室では，各ロードロック室やカセット容器などとの間に搬出入口をそれぞれ備え，これらの搬出入口を介して例えばロードロック室やカセット容器との間でウエハを受け渡しするようになっている。

このような装置において，未処理ウエハを収容しているカセット容器が搬送室に備えられているカセット台にセットされると，搬送室内の搬送機構によってカセット容器からこのカセット容器との搬出入口を介して未処理ウエハが取り出され，処理ユニットへ受け渡される。この未処理ウエハはロードロック室へこのロードロック室との搬出入口を介して搬入される。その後，ウエハはロードロック室から処理室に搬送されて所定の処理が施される。処理室での処理が終了した処理済ウエハは，処理室からロードロック室に戻される。搬送室内の搬送機構は，ロードロック室に戻された処理済ウエハを受け取ってカセット容器へ戻す。

このように搬送室内では搬送機構による未処理ウエハや処理済ウエハの搬送が行われるため，これらウエハの搬送等の動作によって搬送室内にパーティクル（例えば塵，ゴミ，付着物，反応生成物など）が浮遊する。このパーティクルは搬送中のウエハの表面上に付着する虞があり，もしパーティクルが付着した状態でウエハのプロセス処理が行われると，それがスループットの低下を招く可能性がある。例えばエッチングプロセスでは，ウエハの表面上に付着したパーティクルがマスクとなってエッチング残りを発生させる虞があり，また成膜プロセスでは，ウエハの表面上に付着したパーティクルが核となって成長することにより膜質を低下させる虞がある。このため搬送室にはＨＥＰＡ（ＨｉｇｈＥｆｆｉｃｉｅｎｃｙＰａｒｔｉｃｕｌａｔｅＡｉｒ）フィルタやＵＬＰＡ（ＵｌｔｒａＬｏｗＰｅｎｅｔｒａｔｉｏｎＡｉｒ）フィルタなどのパーティクル除去フィルタが備えられ，これによって所定の気体例えばＮ_２ガスなどの不活性ガスや空気が清浄化され，搬送室内に上記の清浄化された気体のダウンフローが形成されている。

このようなダウンフローとしては，例えばダウンフローを形成したい室の上部に送風ファンとフィルタを設けるとともに室の下部に排気口を設け，送風ファンによりフィルタを介して上方から清浄な気体を室内に取り入れて室内の下方に向けて吹き付け，室の排気口から排出することにより気体のダウンフローを形成するのが一般的である（例えば特許文献１参照）。

特開平１１−６３６０４号公報

ところで，複数の搬出入口が水平方向に並設された搬送室では，各搬出入口を介してウエハをやり取りできるように，搬送機構も水平に移動可能に設けられている。また，従来は，搬送室内に形成される清浄気体のダウンフローの流速は常に一定（例えば０．２５〜０．３５ｍ／ｓの範囲）になるように調整されており，このダウンフローの中でウエハを水平に搬送させることによって，搬送室内に浮遊しているパーティクルを搬送中のウエハの表面上に付着させることなくダウンフローに乗せて搬送室の下部へ誘導した後，搬送室外へ排出することができる。

しかしながら，搬送室の構成によっては，複数の搬出入口が異なる高さに配置されている場合もあり，複数の搬出入口のうち高さ方向のサイズが異なる場合がある。例えば複数のロードロック室を接続する搬送室では，各ロードロック室の搬出入口が上下に並んで配置されている場合もある。また，複数のウエハを高さ方向に並べて収容するカセット容器との間でウエハのやり取りが可能な搬送室では，そのカセット容器の上下に配列したすべてのウエハに搬送機構でアクセスできるようにその高さ方向にサイズの大きな搬出入口が設けられている場合もある。

このような搬送室では，その搬送機構を水平方向に移動可能のみならず昇降自在にして，ウエハの昇降搬送もできるようになっており，ウエハをダウンフローと同じ方向に下降搬送する場合もある。ところが，従来はダウンフローの流速が常に一定であったため，その下降搬送の速度によっては，下降搬送中におけるウエハに対するダウンフローの相対的な流速が遅くなり，ウエハ表面上へのパーティクルの付着を十分に防止できなくなるという問題があった。特にウエハの下降速度がダウンフローの流速よりも速い場合には，下降搬送している間はウエハから見るとその周辺に一時的にアップフローが形成されるので，浮遊しているパーティクルがウエハの表面上に付着し易くなってしまう。

また，処理室において所定の処理が施された処理済みウエハは，その処理で用いたガスなどが表面に残留していることが多いので，そのまま搬送室内に取り込むと，ウエハと一緒にその表面に付着した不純物のガス（アウトガス）が搬送室内に入り込んでしまう。通常は，このようなアウトガスは，搬送室内を搬送している間に搬送室内のダウンフローの流れに乗って搬送室外に排出される。ところが，処理済みウエハによるアウトガスの量が多い場合でも搬送室内のダウンフローの流速を一定にしておいたのでは，このようなアウトガスが排出しきれずにウエハ上に残留したり，搬送室内に散乱して，搬送室内の高度な清浄度を維持できなくなる虞がある。このように搬送室内の清浄度が低下してしまうと，その処理済みウエハや次にこの搬送室内にて搬送される未処理ウエハの表面上にはアウトガスに起因するパーティクルが付着してしまい，スループットの低下を招く可能性もある。

このような搬送室内でのウエハの下降速度や処理済みウエハからのアウトガスの量を考慮して，搬送室内に形成するダウンフローの流速を常に高い流速にしておくという方法も考えられる。ところが，これでは例えばウエハを水平搬送する場合や未処理基板を搬送する場合などダウンフローの流速を高める必要がない場合にも，無駄にダウンフローの流速を高く維持することになってしまうばかりか，ダウンフローを形成するための消費電力が増大し，フィルタなどの消耗部品の寿命も短くなるなど，不利な点も多いため適切ではない。

本発明は，このような問題に鑑みてなされたもので，その目的とするところは，搬送室内に形成されているダウンフローの流速を適切なタイミングで調整することによって，搬送室内にて基板の表面上にパーティクルが付着することを確実に防止することができる基板搬送装置及びダウンフロー制御方法を提供することにある。

上記課題を解決するために，本発明のある観点によれば，複数の搬出入口を有する搬送室を備え，前記搬出入口を介して基板のやり取りを行う基板搬送装置であって，前記搬送室内に水平方向に移動自在であるとともに昇降自在に設けられ，前記各搬出入口にアクセスして前記基板を搬送可能な搬送機構と，前記搬送室内に清浄な気体のダウンフローを形成し，その流速を調整可能なダウンフロー調整手段と，前記搬送室内に所定の流速のダウンフローを形成しておき，前記搬送機構によって前記基板を下降搬送している間はその下降速度よりも前記ダウンフローの流速の方が速くなるように前記ダウンフロー調整手段を制御して前記ダウンフローの流速を一時的に上げる制御部と，を備えたことを特徴とする基板搬送装置が提供される。

このような本発明によれば，基板の水平方向搬送時や上昇搬送時のみならず，従来はアップフローが生じていた基板の下降搬送時においてもその基板の表面にダウンフローが供給されるようにすることができる。これにより，基板を搬送している間は，常にダウンフローが供給されるようにすることができるので，基板の表面上にパーティクルが付着してしまうことを確実に防止することができる。しかも，ダウンフローの流速は，基板を下降搬送している間だけ一時的に上げられるので，常にダウンフローの流速を上げたままにする場合に比して，消費電力の増加を大幅に抑えることができる。

また，上記ダウンフローの流速は，少なくとも前記搬送機構によって前記基板を下降搬送させる直前に上昇させるようにすることが好ましい。これによれば，ダウンフローの流速を上げた後に基板の下降搬送を開始できるので，搬送室内全体に流速の速いダウンフローが行き渡って安定している状態で基板を下降搬送することができる。

また，上記制御部は，さらに所定の処理が施された処理済み基板を前記搬送室内で搬送している間は前記ダウンフロー調整手段を制御して前記ダウンフローの流速を一時的に上げるようにしてもよい。この場合，上記ダウンフローの流速は，少なくとも前記搬送機構によって前記処理済み基板を前記搬出入口を介して搬入してから他の搬出入口へ搬出するまでの間は，上昇させておくことが好ましい。

これによれば，アウトガスが発生する蓋然性が高い処理済みの基板が搬送室内にて搬送されているときにその基板に対して流速の速いダウンフローが供給されるようにすることができる。このため，処理済みの基板によるアウトガスを搬送室外に効率よく排出することができ，搬送室内を常に清浄な状態に保つことができる。したがって，例えば次に搬送室内にて搬送される未処理の基板の表面上にアウトガスに起因するパーティクルが付着してしまうことを確実に防止することができる。

この場合，上記ダウンフローの流速は，少なくとも前記搬送機構によって前記処理済み基板を前記搬出入口を介して搬入する直前に上昇させることが好ましい。これによれば，ダウンフローの流速を上げた後に処理済み基板の搬送を開始できるので，搬送室内全体に流速の速いダウンフローが行き渡って安定している状態で処理済み基板を搬送することができる。

なお，上記ダウンフロー調整手段は，前記搬送室の上部に形成された給気口と，前記給気口を介して前記搬送室内に前記清浄な気体を供給する給気ファンと，を備え，前記給気ファンの回転速度を調整することによって前記ダウンフローの流速を調整可能にするようにしてもよい。

また，上記ダウンフロー調整手段は，前記搬送室の上部に形成された給気口と，前記給気口を介して前記搬送室内に供給される前記清浄な気体の流量を調整する給気バルブとを備え，前記給気バルブの開度を調整することによって前記ダウンフローの流速を調整するようにしてもよい。

また，上記ダウンフロー調整手段は，前記搬送室の上部に形成され前記清浄な気体を前記搬送室内に供給するための給気口と，前記搬送室の下部に形成された排気口と，前記排気口を介して前記搬送室内の気体を排出する排気ファンとを備え，前記排気ファンの回転速度を調整することによって前記ダウンフローの流速を調整するようにしてよい。

また，上記ダウンフロー調整手段は，前記搬送室の上部に形成され前記清浄な気体を前記搬送室内に供給するための給気口と，前記搬送室の下部に形成された排気口と，前記排気口を介して前記搬送室内から排出される気体の流量を調整する排気バルブとを備え，前記排気バルブの開度を調整することによって前記ダウンフローの流速を調整するようにしてもよい。

上記課題を解決するために，本発明の別の観点によれば，複数の搬出入口を介して基板のやり取りを行う搬送室を備え，搬送室内に気体のダウンフローを形成する基板搬送装置のダウンフロー制御方法であって，前記搬送室は，前記搬送室内に水平方向に移動自在であるとともに昇降自在に設けられ，前記各搬出入口にアクセスして前記基板を搬送可能な搬送機構と，前記搬送室内に清浄な気体のダウンフローを形成し，その流速を調整可能なダウンフロー調整手段とを備え，前記搬送室内に所定の流速のダウンフローを形成する工程と，前記搬送機構で前記基板を下降搬送する場合には，前記ダウンフロー調整手段を制御して，その基板の下降搬送をしている間は少なくとも前記ダウンフローの流速を前記基板の下降速度よりも速くなるように上げる工程と，前記下降搬送が終了すると，前記ダウンフロー調整手段を制御して前記ダウンフローの流速を元に戻す工程とを有することを特徴とするダウンフロー制御方法が提供される。

この場合には，さらに所定の処理が施された処理済み基板を前記搬送機構で搬送する場合には，前記ダウンフロー調整手段を制御して，前記搬送室内でその処理済み基板の搬送している間は前記ダウンフローの流速を前記所定の流速よりも上昇させる工程と，前記処理済み基板の搬送が終了すると，前記ダウンフロー調整手段を制御して前記ダウンフローの流速を元に戻す工程とを有するようにしてもよい。

本発明によれば，搬送室内に形成されているダウンフローの流速を適切なタイミングで調整することによって，消費電力の増加や部品交換コストの上昇などを抑えつつ，搬送室内にて基板の表面上にパーティクルが付着することを確実に防止することができる。

以下に添付図面を参照しながら，本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお，本明細書及び図面において，実質的に同一の機能構成を有する構成要素については，同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

（基板搬送装置の構成例）
まず，本発明にかかる基板搬送装置を基板に対して所定の処理を施す基板処理装置１００に適用した場合の実施形態について図面を参照しながら説明する。ここでは，搬送室に１つ又は２つ以上の真空処理ユニットが接続され，搬送室からいずれかの真空処理ユニットへ基板を搬送して処理を行う基板処理装置１００を例に挙げて説明する。図１は本発明の実施形態に係る基板処理装置１００の概略構成を示す断面図である。図２は，搬送室２００の概略構成を示す縦断面図である。なお，図２では，図１に示すカセット容器１３０Ａ〜１３０Ｃ，ロードロック室１５０Ａ，１５０Ｂをそれぞれ代表してカセット容器１３０，ロードロック室１５０で表している。

基板処理装置１００は，被処理基板例えば半導体ウエハ（以下，単に「ウエハ」ともいう）Ｗに対して成膜処理，エッチング処理等の各種の処理を行う１つ又は２つ以上の真空処理ユニット１１０と，この真空処理ユニット１１０に対してウエハＷを搬出入させる搬送ユニット１２０とを備える。搬送ユニット１２０は，２つ以上の処理ユニットのいずれとの間でウエハＷを搬送する場合にも共通的に用いられる搬送室２００を有している。

図１には，２つの真空処理ユニット１１０Ａ，１１０Ｂを搬送ユニット１２０の側面に配設した例を示す。各真空処理ユニット１１０Ａ，１１０Ｂは，それぞれ処理室１４０Ａ，１４０Ｂと，これらのそれぞれに連設され，真空引き可能に構成されたロードロック室１５０Ａ，１５０Ｂを有している。各真空処理ユニット１１０Ａ，１１０Ｂは，各処理室１４０Ａ，１４０Ｂ内でウエハＷに対して例えば同種の処理又は異種の処理を施すようになっている。各処理室１４０Ａ，１４０Ｂ内には，ウエハＷを載置するための載置台１４２Ａ，１４２Ｂがそれぞれ設けられている。なお，この処理室１４０及びロードロック室１５０よりなる真空処理ユニット１１０は２つに限定されるものではなく，さらに追加して設けてもよい。

上記搬送ユニット１２０の搬送室２００は，例えばＮ_２ガス等の不活性ガスや清浄空気が供給される断面略矩形状の箱体により構成されている。搬送室２００は例えばステンレス又はアルミニウムなどにより構成される。搬送室２００における断面略矩形状の長辺を構成する一側面には，基板収容容器としてのカセット容器１３０Ａ〜１３０Ｃがそれぞれセットされる複数のカセット台２０２Ａ〜２０２Ｃが並設されている。

具体的には例えば図２に示すように，カセット容器１３０は，例えば最大２５枚のウエハＷを等ピッチで上下に多段に載置して収容できる密閉構造を有しており，内部は例えばＮ_２ガス雰囲気で満たされている。また，筐体２１０の一側壁のカセット容器１３０に対応する位置には，搬出入口２１２が形成されている。カセット容器１３０と搬送室２００内との間のウエハＷの受け渡しは，この搬出入口２１２を介して行われる。

搬出入口２１２には，開閉ドア駆動機構（図示せず）によって駆動されこの搬出入口２１２を開閉する開閉ドア２２０が設けられている。この開閉ドア２２０は，カセット容器１３０の開閉蓋１３２を外したり，取り付けたりする蓋外し機構としても機能する。開閉ドア駆動機構によって開閉ドア２２０を搬送室２００内側へ水平移動させると，これに伴って開閉蓋１３２はカセット容器１３０から取り外されて開閉ドア２２０とともに搬送室２００内に入り込む。そして開閉ドア２２０と開閉蓋１３２を所定の下降位置に待避させると，搬出入口２１２はウエハＷの搬出入が可能な開口状態となる。逆に，開閉ドア２２０と開閉蓋１３２を搬出入口２１２との対向位置まで上昇させ，搬出入口２１２の方向に前進させると，搬出入口２１２及びカセット容器１３０は閉塞される。

このように，搬送室２００の各搬出入口２１２は，図１に示す各開閉ドア２２０Ａ〜２２０Ｃによって各カセット容器１３０Ａ〜１３０Ｃの蓋部を開閉することによって開閉できるようになっている。これにより，各カセット容器１３０Ａ〜１３０Ｃと搬送室２００との間のウエハＷの搬出入が可能になる。

なお，図１では，例えば各カセット台２０２Ａ〜２０２Ｃに３台のカセット容器１３０Ａ〜１３０Ｃをそれぞれ１つずつ載置することができる例を挙げているが，カセット台とカセット容器の数はこれに限られず，例えば１台又は２台であってもよく，また４台以上設けてもよい。

一方，搬送室２００における断面略矩形状の長辺を構成する他側面には，上記２つのロードロック室１５０Ａ，１５０Ｂの一端がゲートバルブ（大気側ゲートバルブ）１５２Ａ，１５２Ｂをそれぞれ介して連結されており，各ロードロック室１５０Ａ，１５０Ｂの他端は，ゲートバルブ（真空側ゲートバルブ）１４４Ａ，１４４Ｂを介してそれぞれ上記処理室１４０Ａ，１４０Ｂに連結されている。

具体的には，図２に示すように，筐体２１０の他側壁のロードロック室１５０に対応する位置には，搬出入口１５３が形成されている。ゲートバルブ１５２Ａ，１５２Ｂは搬送室２００と各ロードロック室１５０Ａ，１５０Ｂとの間のウエハＷの搬出入口をそれぞれ開閉可能に構成されている。なお，図１に示すゲートバルブ１４４Ａ，１４４Ｂは各ロードロック室１５０Ａ，１５０Ｂと各処理室１４０Ａ，１４０Ｂとの間のウエハの搬出入口（図示しない）をそれぞれ開閉可能に構成されている。

搬送室２００とロードロック室１５０との間のウエハＷの受け渡しは，この搬出入口１５３を介して行われる。具体的には例えばロードロック室１５０にも搬出入口１５３と対向する位置に図示しない搬出入口が設けられ，これらの搬出入口のいずれか一方又は両方をゲートバルブ１５２によって開閉できるようになっている。

搬送室２００内には，上述した各カセット容器１３０Ａ〜１３０Ｃとの間の搬出入口，各ロードロック室１５０Ａ，１５０Ｂとの搬出入口などの各搬出入口にアクセスしてウエハを搬送する共通搬送機構（大気側搬送機構）１６０を備える。共通搬送機構１６０は，搬送室内の搬送機構であり，以下，単に「搬送機構１６０」とも称する。搬送機構１６０は，搬送室２００内に水平方向すなわち搬送室２００の長手方向（図１に示す矢印方向）に移動自在であるとともに，昇降自在に設けられている。

具体的には，搬送機構１６０は，例えば基台１６２上に回転自在かつ昇降自在に支持され，この基台１６２は搬送室２００内の中心部を長手方向に沿って設けられた案内レール１６８上を例えばリニアモータ駆動機構によりスライド移動可能に構成されている。搬送機構１６０は例えば図１に示すような２つの多関節アーム１６４Ａ，１６４Ｂと２つの基板保持部としてのピック１６６Ａ，１６６Ｂを備えるダブルアーム機構であってもよく，また１つのピックを備えるシングルアーム機構であってもよい。

各ロードロック室１５０Ａ，１５０Ｂ内には，それぞれウエハＷを一時的に載置して待機させる一対のバッファ用載置台１５４Ａ，１５６Ａ及び１５４Ｂ，１５６Ｂが設けられる。ここで搬送室２００側のバッファ用載置台１５４Ａ，１５４Ｂを第１バッファ用載置台とし，反対側のバッファ用載置台１５６Ａ，１５６Ｂを第２バッファ用載置台とする。そして，両バッファ用載置台１５４Ａ，１５６Ａ間及び１５４Ｂ，１５６Ｂ間には，屈伸，旋回及び昇降可能になされた多関節アームよりなる個別搬送機構（真空側搬送機構）１７０Ａ，１７０Ｂが設けられている。

これら個別搬送機構１７０Ａ，１７０Ｂの先端にはピック１７２Ａ，１７２Ｂが設けられ，このピック１７２Ａ，１７２Ｂを用いて第１，第２の両バッファ用載置台１５４Ａ，１５６Ａ及び１５４Ｂ，１５６Ｂ間でウエハＷの受け渡し移載を行い得るようになっている。なお，ロードロック室１５０Ａ，１５０Ｂから処理室１４０Ａ，１４０Ｂ内へのウエハＷの搬出入は，それぞれ上記個別搬送機構１７０Ａ，１７０Ｂを用いて行われる。

搬送室２００の一端部，すなわち断面略矩形状の短辺を構成する一方の側面には，ウエハの搬出入口を介してウエハＷの位置合わせを行う位置合わせ室としてのオリエンタ（プリアライメントステージ）１８０が接続されている。オリエンタ１８０は，例えば内部に回転載置台１８２とウエハＷの周縁部を光学的に検出する光学センサ１８４とを備え，ウエハＷのオリエンテーションフラットやノッチ等を検出して位置合わせを行う。

搬送室２００にはその内部に清浄な気体のダウンフローを形成し，その流速を調整可能なダウンフロー調整手段が設けられている。ダウンフロー調整手段は例えば搬送室２００の上部から清浄な気体を取り込んで下部の排気口から排出することによって常に一定の流れを形成する。本実施形態におけるダウンフロー調整手段は，必要に応じてダウンフローの流速を変えることができるように構成されている。このようなダウンフロー調整手段の具体的構成の詳細は後述する。

基板処理装置１００には，装置全体の動作を制御する制御部３００が設けられている。制御部３００は，所定の設定情報に基づいて所定のプログラムを実行して各部を制御する。これによって，例えば，処理室１４０Ａ，１４０Ｂにおけるプロセス処理，搬送室２００，ロードロック室１５０Ａ，１５０Ｂにおけるウエハ搬送処理，オリエンタ１８０における位置合わせ処理が行われる。また，制御部３００は，ゲートバルブ１４４，１５２，開閉ドア２２０の開閉動作及び後述のダウンフロー調整手段を含む搬送室の動作も制御する。

（ダウンフロー調整手段の構成例）
ダウンフロー調整手段は，例えば図２に示すように構成される。すなわち，搬送室２００の筐体２１０の天井部には給気口２１４が形成されており，この給気口２１４にはＮ_２ガスなどの不活性ガスや空気を搬送室２００内に導入するための給気管２３０が接続されている。給気管２３０内には，所定の気体を給気口２１４から搬送室２００内に導入するための給気ファン２３２と，給気管２３０における気体の流量を調整する給気バルブ２３４が備えられている。

給気口２１４の下流側には，給気ファン２３２によって搬送室２００内に導入された気体に含まれるパーティクルを除去するための給気フィルタ２３６が備えられている。この給気フィルタ２３６として例えばＨＥＰＡ（ＨｉｇｈＥｆｆｉｃｉｅｎｃｙＰａｒｔｉｃｕｌａｔｅＡｉｒ）フィルタ，ＵＬＰＡ（ＵｌｔｒａＬｏｗＰｅｎｅｔｒａｔｉｏｎＡｉｒ）フィルタなどを用いることができる。なお，給気フィルタ２３６は，上記のものに限られるものではない。例えばケミカルフィルタ，活性炭フィルタ，又はこれらを組み合わせたフィルタによって給気フィルタ２３６を構成するようにしてもよい。

搬送室２００の筐体２１０の底部には排気口２１６が形成されており，この排気口２１６には搬送室２００内の気体を排出するための排気管２４０が接続されている。排気管２４０内には，搬送室２００内の気体を排気口２１６から搬送室２００外へ積極的に排出するための排気ファン２４２と，排気管２４０における気体の流量を調整する排気バルブ２４４が備えられている。

本実施形態において，上記の給気ファン２３２，給気バルブ２３４，給気フィルタ２３６，排気ファン２４２，排気バルブ２４４は協働して，搬送室２００内に清浄な気体のダウンフロー２５０を形成しその流速を調整するためのダウンフロー調整手段として機能する。具体的には，給気ファン２３２によって給気口２１４から搬送室２００内に導入され，給気フィルタ２３６によって清浄化された気体は，搬送室２００内を通過して，排気口２１６から搬送室２００外へ排気ファン２４２によって排気される。このとき搬送室２００内には，天井部から底部へ向う清浄化された気体のダウンフロー２５０が形成される。このダウンフロー２５０は，搬送室２００内のパーティクルをウエハＷの表面上に付着させないようにして搬送室２００外へ排出する役割を果たす。

給気ファン２３２と排気ファン２４２はそれぞれ制御部３００によって回転速度が制御され，給気バルブ２３４と排気バルブ２４４はそれぞれ制御部３００によって開度が制御される。給気ファン２３２と排気ファン２４２の回転速度を上げることによってダウンフロー２５０の流速を上げることができる。また，給気バルブ２３４と排気バルブ２４４の開度を広げることによって，搬送室２００内に導入される清浄な気体の流量が増加し，これによってもダウンフロー２５０の流速を上げることができる。この場合，ダウンフロー２５０の流速を元に戻すには，給気ファン２３２と排気ファン２４２の回転速度又は給気バルブ２３４と排気バルブ２４４の開度を元に戻せばよい。

なお，本実施形態にかかるダウンフロー調整手段は，給気ファン２３２，給気バルブ２３４，給気フィルタ２３６，排気ファン２４２及び排気バルブ２４４から構成されているが，本発明はこの構成に限定されない。例えば，給気ファン２３２と給気フィルタ２３６のうちいずれか一方を省略してダウンフロー調整手段を構成することも可能である。また，給気バルブ２３４と排気バルブ２４４のいずれか一方又は両方を省略することも可能である。

また，筐体２１０の大きさに応じて，複数の給気ファン２３２と複数の排気ファン２４２を配設することが好ましい。このようにすれば搬送室２００内全体にわたり均一な流速及び流量のダウンフロー２５０を形成することができる。

このような搬送室２００においては，ダウンフロー調整手段によって清浄な気体のダウンフロー２５０を形成することができるため，搬送室２００内にパーティクルが浮遊していても，ダウンフロー２５０に乗せてそのパーティクルを搬送室２００外に排出することができる。また，制御部３００によって，給気ファン２３２と排気ファン２４２の回転速度と，給気バルブ２３４と排気バルブ２４４の開度を制御することによって，ダウンフロー２５０の流速を例えば０．３ｍ／ｓに保つことができる。このため搬送室２００内にて搬送機構１６０によって搬送されているウエハＷの表面上へのパーティクルの付着を防止することができる。

ところで，図２に示すようにカセット容器１３０との搬出入口２１２は，搬送機構１６０がカセット容器１３０内に縦方向（上下方向）に配列したすべてのウエハＷにアクセスできるように，縦方向に大きな矩形状に形成されている。これに対して，ロードロック室１５０との搬出入口１５３はバッファ用載置台１５４Ａ（又は１５６Ａ）及び１５４Ｂ（又は１５６Ｂ）の高さに合わせて縦方向に搬出入口２１２よりも小さな矩形状に形成されている。このため，カセット容器１３０の収容位置によっては，カセット容器１３０から搬送機構１６０によってウエハＷを取り出してロードロック室１５０へ搬送する場合には，ウエハＷを下降搬送しなければならない場合がある。

その他，搬送室２００に設けられたオリエンタ１８０との搬出入口がロードロック室１５０の搬出入口１５３やカセット容器１３０との搬出入口１２２よりも高い位置にある場合にも，ウエハＷを下降搬送しなければならない。

このように搬送機構１６０によってウエハＷを下降搬送する場合においても，従来のように常に一定の流速でダウンフローを形成していたのでは，ウエハＷの表面上へのパーティクルの付着を十分に防止できなくなる虞がある。例えばウエハＷを下降搬送する場合には，下降中のウエハＷに対するダウンフロー２５０の相対的な流速は，待機中又は水平移動中のウエハＷに対するダウンフロー２５０の相対的な流速よりも遅くなってしまう。特にウエハＷの下降速度がダウンフロー２５０の流速（例えば０．３ｍ／ｓ）よりも速い場合には，下降搬送している間はウエハＷから見るとその周辺に一時的にアップフローが形成されるので，浮遊しているパーティクルがウエハＷの表面上に付着し易くなってしまう。これに対して，ウエハＷを上昇搬送する場合や水平方向に搬送する場合には，上記の問題は生じないので，ダウンフロー２５０の流速を上昇させる必要はない。

また，処理室１４０において所定の処理が施された処理済みウエハＷにおいて，アウトガスの量が多い場合には，この処理済みウエハＷを搬送機構１６０によってロードロック室１５０から搬送室２００内へ搬入し，カセット容器１３０へ搬送する間でも，従来のように常に一定の流速（例えば０．３ｍ／ｓ）でダウンフローを形成していたのでは，ウエハＷの表面上へのパーティクルの付着を十分に防止できなくなる虞がある。すなわち，処理済みウエハＷからのアウトガスの量によっては，そのアウトガスのすべてをダウンフロー２５０によって搬送室２００外に導ききれず，搬送室２００内の高度な清浄度を維持できなくなる虞がある。このように搬送室２００内の清浄度が低下してしまうと，処理済みウエハＷや次に搬送室２００内にて搬送される未処理ウエハＷの表面上にはアウトガスに起因するパーティクルが付着してしまい，結果としてスループットの低下を招く虞もある。これに対して，未処理ウエハＷを搬送する場合には，上記の問題は生じないので，下降搬送する場合を除けばダウンフロー２５０の流速を上昇させる必要もない。

そこで，本実施形態にかかるダウンフロー調整手段は，搬送室２００内に形成されるダウンフロー２５０の流速をウエハＷの搬送状況に応じて一時的に変更することにより，どのような搬送状況であってもウエハＷの表面上にパーティクルが付着させないようにすることができる。

（基板処理装置の動作例）
以下，ダウンフローの流速制御を含む基板処理装置１００の動作例について説明する。基板処理装置１００の稼働に応じて，制御部３００は，ダウンフロー調整手段を制御して搬送室２００内に所定の流速のダウンフロー２５０を形成する。このときのダウンフロー２５０の流速は通常の流速である例えば０．３ｍ／ｓに調整される。

このように搬送室２００内に所定の流速のダウンフロー２５０が形成され，複数のウエハＷを収容するカセット容器１３０がカセット台２０２にセットされると，開閉ドア２２０で開閉蓋１３２を開きこれらを搬送室２００内の下方に待避させる。これによって，搬出入口２１２が開放状態となる。

次に，搬送機構１６０によりカセット容器１３０から処理を行うウエハＷを取り出して搬送室２００内に搬入し，オリエンタ１８０の直前まで水平方向に搬送する。このとき，オリエンタ１８０の搬出入口が高い位置にある場合には，搬送機構１６０によってウエハＷを上昇搬送して高さを合わせてからオリエンタ１８０内に搬入する。そして，ウエハＷはオリエンタ１８０内で位置合わせされる。

オリエンタ１８０による位置合わせが終了すると，搬送機構１６０によってウエハＷをオリエンタ１８０内から取り出して，ロードロック室１５０との搬出入口１５３の直前まで水平方向に搬送する。このとき，搬出入口１５３が低い位置にある場合には，ウエハＷを搬送機構１６０によって下降搬送して，搬出入口１５３の高さに合わせる。

本実施形態では，このようなウエハＷの下降搬送を行う場合，下降中のウエハＷに対するダウンフロー２５０の相対的な流速が不足しないように，ウエハＷを下降搬送している間は，ダウンフロー２５０の流速を通常の流速よりも上昇させるように調整する。

ここで，ウエハＷの下降速度とダウンフロー２５０の流速との関係を図３Ａ，図３Ｂに示す。図３Ａは，下降開始前のウエハＷとダウンフロー２５０の流速ＶＦ１との関係を概念的に示す図であり，図３Ｂは，高さＬ１から高さＬ２まで速度ＶＴで下降したときのウエハＷとダウンフロー２５０の流速ＶＦ２との関係を概念的に示す図である。なお，図３Ａ及び図３Ｂにおける白抜き矢印の長さの違いは，ダウンフロー２５０の流速の違いを示している。すなわち流速ＶＦ２は流速ＶＦ１よりも速いことを示している。

ウエハＷの下降速度がＶＴのときに，下降中のウエハＷに供給されるダウンフロー２５０の相対的な流速をＶＦ１とするには，制御部３００は，ダウンフロー調整手段を制御して，ダウンフロー２５０の流速をＶＦ１からＶＦ２（＝ＶＦ１＋ＶＴ）に上昇させればよい。例えばダウンフロー２５０の通常の流速（例えば０．３ｍ／ｓ）に下降速度ＶＴを加えたものを下降中のダウンフロー２５０の流速ＶＦ２とすれば，ウエハＷを下降搬送する際にも，ウエハＷから見た相対的なダウンフロー２５０の流速を通常の流速と同様にすることができる。

このようなウエハＷの下降搬送の際に制御部３００が行う制御の概略を示すフローチャートの具体例を図４に示す。図４は，制御部３００による搬送機構１６０のウエハＷの下降搬送制御と，ダウンフロー調整手段のダウンフロー流速制御とのタイミングを示すフローチャートである。図４に示すように，まずステップＳ１００にて，制御部３００はダウンフロー調整手段を制御してダウンフロー２５０の流速を上げる。具体的には例えば給気ファン２３２と排気ファン２４２の回転速度を上げることにより，例えば通常の流速よりも速い値に予め設定された流速（下降搬送時の流速）になるように調整する。また，給気ファン２３２と排気ファン２４２の回転速度が一定であっても，給気バルブ２３４の開度を広げて搬送室２００内に導入する清浄気体の流量を増やすことで，ダウンフロー２５０の流速を上げることができる。なお，給気バルブ２３４の開度を広げる場合には，排気バルブ２４４の開度も連動して広げて搬送室２００から排出する気体の流量を増やすことが好ましい。

その後，ステップＳ１１０にて，制御部３００は搬送機構１６０を制御してウエハＷの下降搬送を開始する。このように，ダウンフロー２５０の流速を上げた後にウエハＷの下降搬送を開始することによって，搬送室２００内全体に流速の速いダウンフロー２５０が行き渡って安定している状態でウエハＷを下降搬送することができる。

そして，ステップＳ１２０にて，制御部３００は搬送機構１６０によるウエハＷの下降搬送が終了したか否かを判断し，終了したと判断した場合にはステップＳ１３０にて，制御部３００はダウンフロー２５０の流速を元の通常の流速に戻す。このように，下降搬送している間は一時的にダウンフローの流速を上げることによって，下降搬送時にウエハＷの表面にアップフローが生じることを防止できるので，ウエハＷの表面にパーティクルが付着することを防止できる。また，下降搬送が終了するとダウンフローを通常の流速に戻すので，例えばダウンフローを常に通常よりも速い流速にしておく場合に比して，消費電力の増加も極力抑えることができるとともに，フィルタなどの寿命の低下を極力抑えることもできる。

こうして，ウエハＷが搬送機構１６０によって下降搬送されて搬出入口１５３の高さに合わせられ，ゲートバルブ１５２が開かれると，搬送機構１６０によって保持しているウエハＷを搬送室２００からロードロック室１５０内へ搬出する。ロードロック室１５０にウエハＷが搬入されると，ゲートバルブ１５２が閉じられる。

次に，ゲートバルブ１４４が開かれると，個別搬送機構１７０によってロードロック室１５０内に搬入されたウエハＷを処理室１４０へ搬出する。処理室１４０にウエハＷが搬入されると，ゲートバルブ１４４が閉じられ，処理室１４０においてウエハＷに対してエッチング処理や成膜処理などの所定の処理が施される。

次いで，処理室１４０での所定の処理が終了して，ゲートバルブ１４４が開かれると，個別搬送機構１７０によって処理済みウエハＷをロードロック室１５０へ搬入する。ロードロック室１５０に処理済みウエハＷが搬入されると，ゲートバルブ１４４が閉じられ，大気圧状態にある搬送室２００と真空圧状態にあるロードロック室１５０との圧力差をなくすために，ロードロック室１５０内の大気圧復帰が行われる。そして，ゲートバルブ１５２が開かれて，搬送機構１６０によって搬送室２００への処理済みウエハＷの搬送動作が行われる。

本実施形態では，このような処理済みウエハＷの搬送を行う場合，処理済みウエハＷによるアウトガスを排気するのに十分なダウンフローを形成するために，搬送室２００内で処理済みウエハＷを搬送している間は，ダウンフロー２５０の流速を通常の流速よりも上昇させるように調整する。

このような処理済みウエハＷの搬送の際に制御部３００が行う制御の概略を示すフローチャートの具体例を図５に示す。図５は，制御部３００による搬送機構１６０の処理済みウエハＷの搬送制御と，ダウンフロー調整手段のダウンフロー流速制御とのタイミングを示している。図５に示すように，まずステップＳ２００にて，制御部３００はダウンフロー調整手段を制御してダウンフロー２５０の流速を上げる。ここでは，上述したウエハＷの下降搬送時と同様に，例えば給気ファン２３２と排気ファン２４２の回転速度を上げる又は給気バルブ２３４と排気バルブ２４４の開度を広げることにより，例えば通常の流速よりも速い値に予め設定された流速（処理済みウエハ搬送時の流速）になるように調整する。

なお，処理済みウエハ搬送時の流速と，下降搬送時の流速とは同じ速度であってもよく，異なる速度であってもよい。下降搬送時の流速は，例えば搬送機構１６０の下降速度などに基づいて適切な流速を予め設定することが好ましく，また処理済みウエハ搬送時の流速は，例えば処理済みウエハのアウトガス量などに基づいて適切な流速を予め設定することが好ましい。

その後，ステップＳ２１０にて，制御部３００は搬送機構１６０を制御して処理済ウエハＷの搬送を開始する。すなわち，搬送機構１６０によって処理済ウエハＷをロードロック室１５０から搬送室２００へ搬入し，さらにカセット容器１３０に戻すように制御する。このように，ダウンフロー２５０の流速を上げた後に処理済みウエハＷの搬送を開始することによって，搬送室２００内全体に流速の速いダウンフロー２５０が行き渡り，かつ安定した中で処理済みウエハＷを搬送することができる。

そして，ステップＳ２２０にて一連の処理済ウエハＷの搬送が終了したか否かを判断し，終了したと判断した場合には，ステップＳ２３０にて制御部３００はダウンフロー２５０の流速を元の通常の流速に戻す。こうして１枚のウエハＷに対する所定の処理が完了する。このように，処理済ウエハＷを搬送している間は一時的にダウンフローの流速を上げることによって，処理済ウエハＷの搬送時にアウトガスを十分に排出することができるので，搬送室２００内を常に清浄な状態に保つことができる。この結果，その処理済みウエハＷや次に搬送室２００内にて搬送される未処理ウエハＷの表面上にパーティクルが付着してしまうことを確実に防止することができる。

以上のように本実施形態によれば，搬送室２００内に通常の流速でダウンフローを形成し，ウエハの搬送状況に応じてダウンフローの流速を一時的に上げるように制御することによって，ウエハＷの表面へのパーティクルの付着を従来以上に確実に防止することができる。

しかも，ダウンフロー２５０の流速を上昇させるのはウエハの下降搬送中や処理済みウエハの搬送中のように一時的であり，しかも極めて短い時間なので，ダウンフロー２５０の流速を常に上昇させておくようにする場合に比して，消費電力の上昇を大幅に抑えることができる。また，給気フィルタ２３６を通過する清浄気体の流速及び流量が大きくなるのも一時的であるため，給気フィルタ２３６の寿命を必要以上に短くしてしまうようなこともない。

以上，添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが，本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された範疇内において，各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば，本実施形態にかかる基板処理装置１００の他にも様々な種類の基板処理装置にも本発明を適用することができる。例えば，クラスタツール型の成膜処理装置，縦型熱処理装置，塗布現像装置などに本発明を適用してもよい。

本発明は，基板搬送装置及びダウンフロー制御方法に適用可能である。

本発明の基板搬送装置を適用した基板処理装置の構成例を示す断面図である。図１に示す搬送室の概略構成を示す縦断面図である。下降搬送開始前のウエハとダウンフローの流速との関係を概念的に示す図である。下降搬送中のウエハとダウンフローの流速との関係を概念的に示す図である。本実施形態における制御部がウエハの下降搬送の際に行う制御の概略を示すフローチャートである。本実施形態における制御部が処理済みウエハの搬送の際に行う制御の概略を示すフローチャートである。

符号の説明

１００基板処理装置
１１０（１１０Ａ，１１０Ｂ）真空処理ユニット
１２０搬送ユニット
１２２搬出入口
１３０（１３０Ａ〜１３０Ｃ）カセット容器
１３２開閉蓋
１４０（１４０Ａ，１４０Ｂ）処理室
１４２（１４２Ａ，１４２Ｂ）載置台
１４４（１４４Ａ，１４４Ｂ）ゲートバルブ
１５０（１５０Ａ，１５０Ｂ）ロードロック室
１５２（１５２Ａ，１５２Ｂ）ゲートバルブ
１５３搬出入口
１５４（１５４Ａ，１５４Ｂ）バッファ用載置台
１５６（１５６Ａ，１５６Ｂ）バッファ用載置台
１６０共通搬送機構
１６２基台
１６４Ａ，１６４Ｂ多関節アーム
１６６Ａ，１６６Ｂピック
１６８案内レール
１７０個別搬送機構
１７０Ａ，１７０Ｂ個別搬送機構
１７２Ａ，１７２Ｂピック
１８０オリエンタ
１８２回転載置台
１８４光学センサ
２００搬送室
２０２（２０２Ａ〜２０２Ｃ）カセット台
２１０筐体
２１２搬出入口
２１４給気口
２１６排気口
２２０（２２０Ａ〜２２０Ｃ）各開閉ドア
２３０給気管
２３２給気ファン
２３４給気バルブ
２３６給気フィルタ
２４０排気管
２４２排気ファン
２４４排気バルブ
２５０ダウンフロー
３００制御部
Ｗウエハ

Claims

複数の搬出入口を有する搬送室を備え，前記搬出入口を介して基板のやり取りを行う基板搬送装置であって，
前記搬送室内に水平方向に移動自在であるとともに昇降自在に設けられ，前記各搬出入口にアクセスして前記基板を搬送可能な搬送機構と，
前記搬送室内に清浄な気体のダウンフローを形成し，その流速を調整可能なダウンフロー調整手段と，
前記搬送室内に所定の流速のダウンフローを形成しておき，前記搬送機構によって前記基板を下降搬送している間はその下降速度よりも前記ダウンフローの流速の方が速くなるように前記ダウンフロー調整手段を制御して前記ダウンフローの流速を一時的に上げる制御部と，
を備えることを特徴とする基板搬送装置。
前記ダウンフローの流速は，少なくとも前記搬送機構によって前記基板を下降搬送させる直前に上昇させることを特徴とする請求項１に記載の基板搬送装置。
前記制御部は，さらに所定の処理が施された処理済み基板を前記搬送室内で搬送している間は前記ダウンフロー調整手段を制御して前記ダウンフローの流速を一時的に上げることを特徴とする請求項１に記載の基板搬送装置。
前記ダウンフローの流速は，少なくとも前記搬送機構によって前記処理済み基板を前記搬出入口を介して搬入してから他の搬出入口へ搬出するまでの間は，上昇させておくことを特徴とする請求項３に記載の基板搬送装置。
前記ダウンフローの流速は，少なくとも前記搬送機構によって前記処理済み基板を前記搬出入口を介して搬入する直前に上昇させることを特徴とする請求項４に記載の基板搬送装置。
前記ダウンフロー調整手段は，
前記搬送室の上部に形成された給気口と，
前記給気口を介して前記搬送室内に前記清浄な気体を供給する給気ファンと，を備え，
前記給気ファンの回転速度を調整することによって前記ダウンフローの流速を調整可能にしたことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の基板搬送装置。
前記ダウンフロー調整手段は，
前記搬送室の上部に形成された給気口と，
前記給気口を介して前記搬送室内に供給される前記清浄な気体の流量を調整する給気バルブと，を備え，
前記給気バルブの開度を調整することによって前記ダウンフローの流速を調整可能にしたことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の基板搬送装置。
前記ダウンフロー調整手段は，
前記搬送室の上部に形成され前記清浄な気体を前記搬送室内に供給するための給気口と，
前記搬送室の下部に形成された排気口と，
前記排気口を介して前記搬送室内の気体を排出する排気ファンと，を備え，
前記排気ファンの回転速度を調整することによって前記ダウンフローの流速を調整可能にしたことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の基板搬送装置。
前記ダウンフロー調整手段は，
前記搬送室の上部に形成され前記清浄な気体を前記搬送室内に供給するための給気口と，
前記搬送室の下部に形成された排気口と，
前記排気口を介して前記搬送室内から排出される気体の流量を調整する排気バルブと，を備え，
前記排気バルブの開度を調整することによって前記ダウンフローの流速を調整可能にしたことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の基板搬送装置。
複数の搬出入口を介して基板のやり取りを行う搬送室を備え，搬送室内に気体のダウンフローを形成する基板搬送装置のダウンフロー制御方法であって，
前記搬送室は，前記搬送室内に水平方向に移動自在であるとともに昇降自在に設けられ，前記各搬出入口にアクセスして前記基板を搬送可能な搬送機構と，前記搬送室内に清浄な気体のダウンフローを形成し，その流速を調整可能なダウンフロー調整手段と，を備え，
前記搬送室内に所定の流速のダウンフローを形成する工程と，
前記搬送機構で前記基板を下降搬送する場合には，前記ダウンフロー調整手段を制御して，その基板の下降搬送をしている間は少なくとも前記ダウンフローの流速を前記基板の下降速度よりも速くなるように上げる工程と，
前記下降搬送が終了すると，前記ダウンフロー調整手段を制御して前記ダウンフローの流速を元に戻す工程と，
を有することを特徴とするダウンフロー制御方法。
さらに，所定の処理が施された処理済み基板を前記搬送機構で搬送する場合には，前記ダウンフロー調整手段を制御して，前記搬送室内でその処理済み基板の搬送している間は前記ダウンフローの流速を前記所定の流速よりも上昇させる工程と，
前記処理済み基板の搬送が終了すると，前記ダウンフロー調整手段を制御して前記ダウンフローの流速を元に戻す工程と，
を有することを特徴とする請求項１０に記載のダウンフロー制御方法。