JP4524132B2

JP4524132B2 - 真空処理装置

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Publication number: JP4524132B2
Application number: JP2004100270A
Authority: JP
Inventors: 勤広木
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2004-03-30
Filing date: 2004-03-30
Publication date: 2010-08-11
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Description

本発明は、例えば半導体ウエハなどの基板を処理する複数の処理チャンバを共通の移載室に接続し、この移載室内の移載機構により各処理チャンバに対して基板の移載を行う真空処理装置に関する。

半導体製造装置においては、半導体ウエハ（以下、単に「ウエハ」という）に対して一連の真空処理を連続して行うことができるように、あるいは同種の真空処理を並行して行うことができるように、複数の処理チャンバを共通の移載室に接続し、工程の短縮を図り、またプロセスの改革、変更に容易に対応できるようにしたクラスタツール装置などと呼ばれているマルチチャンバシステムが知られている（例えば、特許文献１参照。）。

上記マルチチャンバシステムをなす真空処理装置について、図１２を用いて概略を説明しておく。例えば２５枚のウエハＷを棚状に収納したカセット容器１０がカセットステージ１に載置されると、ウエハＷは基板移送アーム１１によりカセット容器１０から抜き取られてロードロック室１２内の載置部に載置される。続いて、ウエハＷを支持した状態で進退自在且つ旋回自在な移載アーム１３がロードロック室１２内にあるウエハＷを取り出して、その内部領域が真空引きされた六角形状の移載室１４内に当該ウエハＷを案内する。この移載室１４の外周面の一面には、例えば真空雰囲気にてプラズマによりウエハＷをエッチングするための処理チャンバ１５が気密に接続されており、ウエハＷはいずれか空きになっている処理チャンバ１５内に、ゲートバルブにより開閉されるゲート１６（ウエハ搬送口）を介して搬入され、エッチング処理される。なお、処理チャンバ１５へのウエハＷの受け渡しについて詳しくは、ウエハＷは移載アーム１３により処理チャンバ１５内に搬入されると、図示は省略するが、当該処理チャンバ１５内に設けられた昇降自在な３本の基板支持ピンに一旦受け渡され、次いで基板支持ピンが下降して所定の載置領域に載置されることで処理チャンバ１５へのウエハＷの受け渡しが行われる。

ここで装置内においてウエハＷの受け渡しを確実に行うためには、装置全体の仮想基準面を設定し、移載アーム１３によるウエハＷの搬送面、即ちウエハＷの裏面が移載アーム１３のアクセス範囲のいずれの場所においてもこの仮想基準面から±０．３ｍｍ以内に収まっていることが要求される。このような精度が求められる理由は、処理チャンバ１５内の対称性を良くしてプラズマの均一性を良くするために、またゲートバルブの開閉機構を小型化するためにゲート１６が非常に狭く形成されているからである。またウエハＷの裏面が前記仮想基準面に対して斜めになっていると、上述の基板支持ピンにウエハＷを受け渡しする際に、３本の基板支持ピンが同時にウエハＷの裏面に当たらないので、ウエハＷの受け渡し動作が不安定になるからである。

特開２０００−１２７０６９号公報（第１図）

ところで、近年、ウエハＷは大型化しており、大型のウエハＷを移載しようとすると移載アーム１３のリーチが長くなりアクセス範囲が広くなる。そうするとアクセス範囲のいずれにおいても、特にウエハＷを支持した移載アーム１３が伸長したときに上記の精度を出すことが難しい場合がある。また移載アーム１３の高さを調整する機構（Ｚ軸調整機構）を設けて前記仮想基準面にウエハＷの裏面を合わせ込む構成を採用したとしても、例えば真空引き時の応力による変形あるいは製作精度の限界などの理由から移載アーム１３が設置される移載室１４の底部のうねりを避けられない場合があり、このうねりにより前記Ｚ軸が傾いてしまうと、ウエハＷが仮想基準面に対して傾いてしまう。

更には、例えば装置の処理効率を高めるために、あるいは多品種生産を実施するために移載室１４に接続する処理チャンバ１５の数を増やし、移載アーム１３を横にスライドさせて各処理チャンバ１５にアクセスさせる構成とすることが検討されているが、そうするとアクセスエリアが増々大きくなる。従って、アクセスエリアが大きくなった分において上述のうねりの影響も大きくなり、上記の精度を確保することがより困難になる懸念がある。また高い水平度で移載室１４の底部を形成したとしても、面積が大きくなれば真空引き時に負荷される力が増すので、その際に生じるうねりを小さく抑えるのは難しい。

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、その目的は移載機構を備えた移載室に複数の処理チャンバを接続した真空処理装置において、移載機構の移載アームにより高い水平度で基板を移載できる技術を提供することにある。

本発明の真空処理装置は、真空雰囲気とされる移載室と、
前記移載室に配置された基体と、
この移載室に各々気密に接続され、基板に対して真空処理を行う複数の真空処理室と、
進退自在かつ鉛直軸周りに回転自在な移載アームを備え、前記複数の真空処理室の各々に対して基板の受け渡しを行うために前記基体に設けられた基板移載機構と、
前記移載アームの傾きを調整するために前記基体の傾きを調整するための傾き調整機構と、を備えたことを特徴とする。

また前記傾き調整機構は、基体の周方向に沿って位置する少なくとも３箇所を各々独立して昇降させる複数の昇降機構を含む構成であってもよい。更に前記移載アームの傾きを検出する傾き検出手段を備えた構成であってもよい。
また、本発明の真空処理装置は、
真空雰囲気とされる移載室と、
この移載室に各々気密に接続され、基板に対して真空処理を行う複数の真空処理室と、
進退自在かつ鉛直軸周りに回転自在な移載アームを備え、前記複数の真空処理室の各々に対して基板の受け渡しを行う基板移載機構と、
前記移載アームの傾きを調整するための傾き調整機構と、
前記移載アームの傾きを検出する傾き検出手段と、
前記傾き検出手段により検出された検出結果を記憶する記憶部と、
この記憶部に記憶された情報に基づいて傾き調整機構を制御する制御部と、を備えたことを特徴とする。更には、前記傾き検出手段は、横方向に互いに離れて配置されると共に対向する部位までの距離を検出する少なくとも３個の距離検出部と、これら距離検出部による検出結果に基づいて移載アームの傾きを推定する手段と、を備えた構成であってもよく、この場合、前記距離検出部は、移載アーム、この移載アームに保持される基板、または真空処理装置内のいずれかに設けられた構成であってもよい。

更にまた、前記傾き検出手段は、発光部と、この発光部からの光の反射光を検出する受光部と、この受光部にて受光した反射光に基づいて反射面の傾きを検出する手段と、を備えた構成であってもよい。この場合、前記発光部及び受光部は、移載アーム、この移載アームに保持される基板、または真空処理室内のいずれかに設けられた構成であってもよい。

本発明によれば、複数の真空処理室の各々に対し基板の受け渡しを行う移載アームの傾きを調整するための傾き調整機構を備えた構成とすることにより、例えば大型の基板を移載する場合、あるいは移載アームを備えた基板移載機構が設けられる例えば移載室の底部にうねりが生じた場合であっても、移載アームのいずれのアクセス範囲においても高い水平度に維持した状態で基板を受け渡しすることができる。

本発明の実施の形態にかかる真空処理装置について図１〜図３を参照しながら説明する。図中２は、例えば２５枚の基板例えばウエハＷを棚状に収納したカセット容器２０を複数並べて載置可能なカセットステージであり、このカセットステージ２の長さ方向の一側面には搬送ステージ２１が隣接して設けられている。また搬送ステージ２１にはウエハＷの受け渡しをするための搬送アーム２２が進退自在及び旋回自在に設けられており、更に搬送アーム２２はガイドレール２３に沿ってスライド移動可能に設けられ、これによりいずれのカセット容器２０内のウエハＷに対してもアクセス自在なように構成されている。

また搬送ステージ２１の後方には、ウエハＷを載置する載置部を備えたロードロック室である予備真空室２４Ａ（２４Ｂ）がゲートバルブ２５Ａ（２５Ｂ）を介して夫々接続されている。更に予備真空室２４Ａ（２４Ｂ）の後方側には、その内部領域を真空引き可能なように構成された移載室３がゲートバルブ２６Ａ（２６Ｂ）を介して接続されている。当該移載室３は上から見て多角形例えば六角形に形成され、左右及び後方の三方に夫々ゲートバルブ３１Ａ（３１Ｂ、３１Ｃ、３１Ｄ）を介して例えば４基の真空処理室である処理チャンバ４Ａ（４Ｂ、４Ｃ、４Ｄ）が気密に接続されている。移載室３は放射状に処理チャンバ４Ａ〜４Ｄが接続できれば例えば円形あるいは楕円形に形成されることもある。なお図中２７は、例えば上からみてノッチがその中心から所定の方向に設定されるようにウエハＷを回転させるなどして当該ウエハＷの位置決めを行なう方向位置決め装置であるオリエンタである。

ここで前記処理チャンバ４Ａ（４Ｂ〜４Ｄ）は例えば成膜処理、拡散処理、エッチング処理等の種々の処理のなかから同種あるいは異種の処理を行うチャンバが選択されている。その具体例を挙げて説明すると、例えばエッチング処理をするチャンバにあっては、ＣＦ系のプロセスガスを用いて、シリコン酸化膜をエッチングするチャンバ又はシリコンナイトライド膜をエッチングするチャンバや、Ｃｌ系／ＨＢｒ系／ＳＦ系／Ｏ_２／Ｈｅ等の単ガス又は混合ガスを用いて、タングステンシリサイド膜をエッチングするチャンバ又は多結晶シリコン膜をエッチングするチャンバなどがある。例えばウエハＷに対して同種の処理を並行して行う構成とする場合にはこれらの中から同種のチャンバが選択され、例えばシリコン酸化膜をエッチングした後にタングステンシリサイド膜をエッチングするといったように種類の異なる一連の処理をウエハＷに対して行う構成とする場合には異なる種類のチャンバが選択される。なお、図２では処理チャンバ４Ａ〜４Ｄの一例として真空雰囲気にてプラズマによりウエハＷをエッチング処理するエッチングチャンバを記載してある。

上記エッチングチャンバは、真空状態を形成するための気密容器４１を備えており、その天井部は上部電極を兼ねたガスシャワーヘッド４２を形成している。また気密容器４１の内部には、前記ガスシャワーヘッド４２と対向するようにしてウエハＷを載置すると共に下部電極を兼ねた基板載置台４３が設けられている。この基板載置台４３には、載置されたウエハＷの外周縁を隙間をあけて囲むようにフォーカスリング４４が設けられている。前記上部電極（ガスシャワーヘッド４２）にはプラズマ形成用の高周波電界を印加するための図示しない高周波電源が接続されており、また前記下部電極（基板載置台４３）にはバイアス用の電圧を印加するための図示しない高周波電源が接続されている。図中４５はガスシャワーヘッド４２を介して気密容器４１内に導入される例えばハロゲン化炭素ガス、酸素ガスおよびアルゴンガスなどを含む処理ガスを排気するための排気口である。また基板載置台４３の表面には上下に伸びる貫通孔４３ａが形成されており、この貫通孔４３ａを介してウエハＷを裏面側から支持する３本の基板支持ピン４６が突没自在に設けられている。各基板支持ピン４６は共通のベース部材４７に連結しており、このベース部材４７に接続された昇降部４８により昇降自在なように構成されている。図中４９は貫通孔４３ａを介して気密状態が破られないようにするためのベローズである。

前記ゲートバルブ３１Ａ（３１Ｂ〜３１Ｄ）について図３を用いて詳しく説明すると、移載室３と処理チャンバ４Ａ（４Ｂ〜４Ｄ）とを仕切る仕切り壁３２（前記気密容器４１の壁面）の表面を外方に突出して形成された横に伸びる帯状のウエハ搬送口３３が形成されており、ゲートバルブ３１Ａ（３１Ｂ〜３１Ｄ）はこのウエハ搬送口３３を塞ぐように設けられている（図３には図示せず）。そして図示しない開閉機構によりゲートバルブ３１Ａ（３１Ｂ〜３１Ｄ）が開かれ、移載室３と処理チャンバ４Ａ（４Ｂ〜４Ｄ）との間でウエハＷの受け渡しがされるように構成されている。なお、ウエハ搬送口３３は「背景技術」の欄に記載したように処理チャンバ４Ａ（４Ｂ〜４Ｄ）内の対称性を良くしてプロセス処理の均一性を良くするためにその長さ及び幅は狭く形成されている。

移載室３の底部には、基板移載機構である例えば多関節アームをなす移載アーム５が進退自在且つ旋回自在に設けられている。当該移載アーム５は、例えばウエハＷの裏面側を下方側から支持する基板保持アーム５１ａ、中段アーム５１ｂ及び下段アーム５１ｃからなる３本の関節アームを備えており、下段アーム５１ｃは基体５２の上部をなすベース体５３の表面に支持されている。また基体５２は有底筒状のケーシング５４を備えており、このケーシング５４の内部領域には移載アーム５を屈伸及び回転させるためのアーム駆動機構５５が設けられている。なお、アーム駆動機構５５は、具体的には移載アーム５を進退させるためのモータ及び移載アーム５全体を回転させるためのモータなどから構成される。更に各関節アーム５１ａ〜５１ｃの内部にはアーム駆動機構５５からの旋回動作を伝達するための図示しない伝達部が夫々設けられており、これにより移載アーム５は例えばウエハＷを支持した状態で進退自在且つ旋回自在に構成されている。

前記基体５２は移載室３の底部を貫通して設けられており、この基体５２の貫通する貫通孔３ａは断面凹部をなすカバー体５７により下方側から塞がれている。また前記ケーシング５４の底部の外側表面には、略中央部に球形突起部５８ａが設けられており、この球形突起部５８ａはカバー体５７の表面に設けられた受け部５８ｂに摺動可能なように係合されて、基体５２が３６０度のいずれの方向においても傾くことができるようにジョイント部が構成されている。更に、ケーシング５４はカバー体５７の表面に設けられた各々が独立して昇降自在な例えば３個の昇降機構６Ａ（６Ｂ、６Ｃ）により下方側から支持されている。これら昇降機構６Ａ（６Ｂ、６Ｃ）は例えば前記球形突起部５８ａを中心とした同心円上に配置されている（図４（ｂ）参照。）。この例では昇降機構６Ａ〜６Ｃは基体５２の傾きを調整することにより移載アーム５の傾きを調整するための傾き調整機構（チルト機構）を構成している。そして昇降機構６Ａ（６Ｂ、６Ｃ）の各々の高さを調整することにより、球形突起部５８ａの中心を支点にして基体５２と一体となって移載アーム５における３６０度のいずれの方向についてもその傾きを調整することができる。なお、図中５９は、基体５２と貫通孔３ａとの隙間を介して移載室３の気密が破られないようにするためのベローズである。また昇降機構６Ａ〜６Ｃの設置数は特に３個に限定されることはなく、少なくとも３個以上あればよい。

前記昇降機構６Ａ（６Ｂ、６Ｃ）の構成について説明すると、カバー体５７の表面には上方に向かって伸びるガイド部６１Ａ（６１Ｂ、６１Ｃ）が設けられており、このガイド部６１Ａ（６１Ｂ、６１Ｃ）にはその表面に沿ってネジ部６２Ａ（６２Ｂ、６２Ｃ）が形成されている。このネジ部６２Ａ（６２Ｂ、６２Ｃ）には、ネジ部６３Ａ（６３Ｂ、６３Ｃ）を有する第１のギア部６４Ａ（６４Ｂ、６４Ｃ）が螺合して設けられており、この第１のギア部６４Ａ（６４Ｂ、６４Ｃ）の上端面にはケーシング５４を下方側から支持する突起部６５Ａ（６５Ｂ、６５Ｃ）が設けられている。第１のギア部６４Ａ（６４Ｂ、６４Ｃ）には、第２のギア部６６Ａ（６６Ｂ、６６Ｃ）が歯合して設けられており、当該第２のギア部６６Ａ（６６Ｂ、６６Ｃ）は駆動部例えばモータ６７Ａ（６７Ｂ、６７Ｃ）と接続されている。従って、このモータ６７Ａ（６７Ｂ、６７Ｃ）を駆動させて第２のギア部６６Ａ（６６Ｂ、６６Ｃ）を鉛直軸回りに回転させると、第１のギア部６４Ａ（６４Ｂ、６４Ｃ）が鉛直軸回りに回転し、これにより当該第１のギア部６４Ａ（６４Ｂ、６４Ｃ）のネジ部６３Ａ（６３Ｂ、６３Ｃ）がガイド部６１Ａ（６１Ｂ、６１Ｃ）のネジ部６２Ａ（６２Ｂ、６２Ｃ）に巻き回しされることにより、そのネジ山に沿って第１のギア部６４Ａ（６４Ｂ、６４Ｃ）、つまりケーシング５４を支持した突起部６５Ａ（６５Ｂ、６５Ｃ）が昇降する。

ここで、上述の真空処理装置によりウエハＷをプロセス処理する際の工程について簡単に述べておく。先ず、カセット容器２０がカセットステージ２に置かれると、当該カセット容器２０内のウエハＷは搬送アーム２２により抜き出され、そしてオリエンタ２７内に搬入されて位置決めされる。続いて、搬送アーム２２によりオリエンタ２７から搬出されたウエハＷは、空きになっているいずれかの予備真空室２４Ａ（２４Ｂ）内にゲートバルブ２５Ａ（２５Ｂ）を介して搬入され、ゲートバルブ２５Ａ（２５Ｂ）は閉じられる。しかる後、ゲートバルブ２６Ａ（２６Ｂ）を開いて移載アーム５が予備真空室２４Ａ（２４Ｂ）内に進入し、ウエハＷを受け取って後退すると共にゲートバルブ２６Ａ（２６Ｂ）が閉じられる。続いて処理チャンバ４Ａ〜４Ｄ中の空きになっている処理チャンバ４Ａ（４Ｂ〜４Ｄ）内にゲートバルブ３１Ａ（３１Ｂ〜３１Ｄ）を介してウエハＷが搬入されると、移載アーム５と基板支持ピン４６との協働作用により基板載置台４３にウエハＷは受け渡しされる。当該処理チャンバ４Ａ（４Ｂ〜４Ｄ）にて所定の処理がされたウエハＷは、その後処理チャンバ４Ａ（４Ｂ〜４Ｄ）から搬出され、前記した搬入経路と逆の流れでカセット容器２０内に戻される。

続いて、移載アーム５の傾き、詳しくは移載アーム５を支持する基体５２の傾きを検出する手段について図５及び図６を用いて説明する。先ず、図中７は例えばウエハＷと同じ大きさの傾き検出用の治具であり、その表面には各々が発光部及び受光部を備えた例えば３個の距離検出部である光センサー７１Ａ、７１Ｂ、７１Ｃが例えばその中心に対し同心円上に間隔をおいて配置されている。より詳しくは、例えば処理チャンバ４Ａ（４Ｂ〜４Ｄ）の基板載置台４３に当該治具７を載置させた状態にて、その表面に対向するように移載アーム５を伸ばした際に、例えば基板保持アーム５１ａのフォーク先端部およびフォーク基端部に対応する位置に設定されるように光センサー７１Ａ、７１Ｂ、７１Ｃが配置されており、発光部から基板保持アーム５１ａに向かって所定の光を発し、例えば受光部が受光した反射光の強度に基づいて各光センサー７１Ａ〜７１Ｃから反射面である基板保持アーム５１ａの対向する部位までの距離を検出可能なように構成されている。

即ち、これら３個の光センサー７１Ａ〜７１Ｃの検出結果に基づいて基板保持アーム５１ａについて鉛直軸周りの３６０°のいずれの方向に水平面からどれだけ傾いているか検出することができる。更に基板載置台４３の表面から光センサー７１Ａ（７１Ｂ、７１Ｃ）の受光面までの垂直距離が分かれば仮想基準面とウエハＷの裏面との高さの差を計算により求めることができる。なお、図中７２は各光センサ７１Ａ〜７１Ｃの検出結果である距離データ（センサデータ）を後述する制御部７３に無線送信例えば赤外線送信するための通信部である。センサデータは所定のタイミングで間隔をおいて順次送信される。

前記通信部７２から送られてくる光センサ７１Ａ〜７１Ｃからの距離データを受信して処理する制御部７３について図６を用いて説明する。なお、実際には制御部７３は例えばＣＰＵを備えたコンピュータシステムにより構成されている。図中７４は前記光センサ７１Ａ〜７１Ｃの検出結果を受信するための通信部である。７５は受信した各光センサ７１Ａ〜７１Ｃの各々の距離データ（基板保持アーム５１ａまでの距離データ）を処理チャンバ４Ａ〜４Ｄ毎に記憶する記憶部である。

また、図中７６は各光センサ７１Ａ〜７１Ｃにて検出した３つの距離データに応じて３個のモータ６７Ａ〜６７Ｃの駆動指令値（駆動量）を求めるための変換部である。３つの距離データは、光センサ７１Ａ〜７１Ｃの受光面と基板載置台４３の表面との高さ方向距離が分かっていれば、仮想基準面に対する高さの差及び傾きを含む基板保持アーム５１ａの相対位置を示すものであり、前記駆動指令値は、基板保持アーム５１ａを仮想基準面に合わせ込むために必要とされる駆動量である。変換部７６におけるデータの変換手法としては、３つの距離データの組み合わせと３個のモータ６７Ａ〜６７Ｃの各々について第１のギア部６４Ａ〜６４Ｃの基準位置からの駆動量（昇降量）とをテーブルとして持たせて、そのテーブルを参照するといった方法を採用できる。なお、基板保持アーム５１ａの高さは殆ど変らないであろうことを前提にするならば、各距離データの差の組み合わせ、例えば光センサ７１Ａの検出距離と光センサ７１Ｂの検出距離との差、及び光センサ７１Ａの検出距離と光センサ７１Ｃの検出距離との差の組み合わせを駆動指令値に変換するようにしてもよい。

このような構成において、基体５２の傾きを検出し、その検出結果に基づいて当該基体５２の傾きを調整してウエハＷのプロセス処理を行う工程について図６を参照しながら説明する。例えば装置のメンテナンス時あるいは任意に決められる所定のタイミングにて、先ず、ステップＳ１に示すように、処理チャンバ４Ａ〜４Ｄ中のいずれか一つ選択した処理チャンバ４Ａ（４Ｂ〜４Ｄ）の蓋を開けて基板載置台４３上に治具７を載置する。続いて、ステップＳ２に示すように、基板保持アーム５１ａがウエハ７の表面と対向する位置に設定されるまで移載アーム５を伸長させる（図５（ａ）参照。）。このとき基板保持アーム５１ａには実際にウエハＷを保持させておくのが好ましい。そしてステップＳ３に示すように、基板保持アーム５１ａが対向した状態にて検出される各光センサー７１Ａ〜７１Ｃの距離データを通信部７２、７４を介して制御部７３が受信し、そしてその距離データを記憶部７５に記憶する。このステップＳ１〜Ｓ３までの工程は、全ての処理チャンバ４Ａ〜４Ｄに対して行われる（ステップＳ４）。

上述のようにして全ての処理チャンバ４Ａ〜４Ｄに対して傾きの検出が行われると、ステップＳ５に示すように、各処理チャンバ４Ａ〜４Ｄの蓋を閉じてプロセス処理が開始される。このとき、既述した経路にてウエハＷが移載室３まで搬送されてくるが、ここで、ステップＳ６に示すように、例えばウエハＷを保持した移載アーム５を処理チャンバ４Ａ（４Ｂ〜４Ｄ）内に進入させる前に、当該処理チャンバ４Ａ（４Ｂ〜４Ｄ）に係る距離データに基づいて傾きの調整（チルトの設定）を行う。なおこのチルトの設定については、変換部７６により記憶部７５の距離データを各モータ６７Ａ〜６７Ｃの駆動量に変換して記憶部７７に記憶し、その駆動量を読み出して各モータ６７Ａ〜６７Ｃを制御することにより行われる。当該チルトの設定がなされると、ステップＳ７に示すように、移載アーム５を伸長して基板支持ピン４６との協働作用によりウエハＷを処理チャンバ４Ａ（４Ｂ〜４Ｄ）の基板載置台４３に載置する。そしてステップＳ８に示すように、既述した所定のプロセス処理例えばエッチングが行われる。更に、当該ウエハＷに対して別の処理チャンバ４Ｂ（４Ｃ、４Ｄ）にて種類の異なるプロセス処理を行う場合には、当該処理チャンバ４Ｂ（４Ｃ、４Ｄ）に対して前記したステップＳ５〜Ｓ７の工程が行われる（ステップＳ９）。しかる後、全てのプロセス処理を終えたウエハＷは予備真空室２４Ａ（２４Ｂ）及び搬送ステージ２１を介してカセット容器２０内に戻される。

上述の実施の形態によれば、移載アーム５の傾き、詳しくは移載アーム５を支持する基体５２の傾きを調整する機構を備えた構成とすることにより、例えば大型のウエハＷを移載する場合、あるいは移載室３の底部にうねりが生じた場合であっても、いずれのアクセス範囲においてもウエハＷの裏面を高い水平度に維持した状態で搬送することができる。既述のようにウエハ搬送口３３は例えば３０〜５０ｍｍと非常に幅が狭くなっているが、このように高い水平度でウエハＷを搬送することができれば、ウエハＷを衝突させることなく確実にウエハ搬送口３３を通過させることができる。また３本の基板支持ピン４６が同時にウエハＷの裏面に当たるので、結果として安定したウエハＷの受け渡しをすることができる。

更に上述の実施の形態おいては、装置のメンテナンス時などの所定のタイミングで距離データを取得する構成に限られず、例えば装置の立ち上げ時等において移載アーム５に移載動作を学習させるティーチング時に既述の距離データを取得するようにしてもよい。この場合であっても上述の場合と同様の効果を得ることができる。

なお、本例においては移載アーム５の高さを調整するための高さ調整機構（Ｚ軸調整機構）を別途設けるようにし、このＺ軸調整機構と上述のチルト機構とを組み合わせて仮想基準面に合わせ込むようにしてもよい。Ｚ軸調整機構の例としては、例えばアーム駆動機構５５に図示しない昇降部を設けることで当該アーム駆動機構５５に移載アーム５を昇降する機能を持たせる構成が一例として挙げられる。この場合であっても上述の場合と同様の効果を得ることができる。

上述の実施の形態においては、光センサ７１Ａ〜７１Ｃを治具７に設けた構成に限られず、例えば図８に示すように、基板保持アーム５１ａの裏面側に光センサ７１Ａ〜７１Ｃを設けた構成であってもよい。この場合であっても、基板載置台４３の表面と対向する位置まで移載アーム５を伸ばせば、光センサ７１Ａ〜７１Ｃにより基板保持アーム５１ａの裏面から基板載置台４３表面までの距離を検知することができるので、上述の場合と同様の効果を得ることができる。

また、光センサ７１Ａ〜７１Ｃは、ダミーウエハの裏面側に設けるようにしてもよく、この場合、当該ダミーウエハを支持した状態で移載アーム５を基板載置台４３の表面と対向する位置まで伸ばせば、ダミーウエハの裏面から基板載置台４３表面までの距離を検知することができるので、上述の場合と同様の効果を得ることができる。

更に上述の実施の形態においては、基板載置台４３の上方位置にて距離データを取得する構成に限られず、例えば図９に示すように、各処理チャンバ４Ａ〜４Ｄのウエハ搬送口３３の下方側内周面に光センサ７１Ａ、７１Ｂを夫々設けておき、この光センサ７１Ａ、７１Ｂと対向する位置まで例えば実際にウエハＷを保持した移載アーム５を伸ばして距離データを取得するようにしてもよい。この場合であっても上述の例と同様の効果を得ることができる。更には、当該ウエハ搬送口３３での距離データと、既述の基板載置台４３からの距離データの両方を取得するようにすれば、よりきめの細かい制御をすることができるので得策である。なおウエハ搬送口３３の下方側内周面に光センサ７１Ａ、７１Ｂを設けた場合、基板保持アーム５１ａの裏面に設けた場合など処理ガスに光センサが曝される構成の場合には当該光センサの受光部を加熱する手段例えばヒータを備えた構成としてもよい。このように構成すれば処理ガスにより受光部がデポジットされるのを抑えることができるので安定した距離データを得ることができ得策である。

また更に、上述の実施の形態においては、距離検出部は光センサ７１Ａ〜７１Ｃに限られず、例えばＣＣＤカメラであってもよい。この場合であっても、ＣＣＤカメラにより撮像した画像データに基づいて距離を検出できるので、上述の例と同様の効果を得ることができる。

続いて、本発明の他の実施の形態に係る真空処理装置について図１０を参照しながら説明する。この例の真空処理装置は、移載室３に６基の処理チャンバ４Ａ〜４Ｆを接続し、処理チャンバを増やしたことに伴い移載アーム５をスライド移動可能にしたことを除いて図１記載の装置と同じ構成である。その他の同じ構成を採用するところについては同一符号を付すことにより説明を省略する。当該移載アーム５のスライド移動機構について詳しくは、例えば図１１に示すように、基体５２を下方側から支持すると共に、その内部に昇降機構を備えた既述のカバー体５７に相当する箱状の移動体８が移載室３の底部と隙間を介して設けられており、当該移動体８は移載室３の底部表面に設けられたガイドレール８１に支持されている。

また図示は省略するが、移動体８をスライド移動させるための駆動部を備えており、この駆動部により移動体８と一体となって移載アーム５がガイドレール８１に沿ってスライド移動可能なように構成されている。この場合、例えば後方に配置された処理チャンバ４Ｂ〜４ＥにウエハＷを搬入する際には、予備真空室２４Ａ（２４Ｂ）からウエハＷを取り出した後、移動体８を後方側に向かって所定の位置に達するまでスライド移動させてから移載アーム５を伸長させて処理チャンバ４Ｂ〜４Ｅ内にウエハＷを搬入する。このような構成であっても、上述の場合と同様の効果を得ることができる。特にこの場合、移載室３が大型化し、真空による負荷が大きく変形しやすいことから本例の適用は有効である。

本発明においては、昇降機構６Ａ（６Ｂ，６Ｃ）は既述のようにガイド部６１Ａ（６１Ｂ，６１Ｃ）と第１のギア６４Ａ（６４Ｂ，６４Ｃ）を組み合わせて昇降させる構成に限られず、例えばリニアアクチュエータであってもよく、あるいはパラレルリンクであってもよい。このような構成であっても上述の場合と同様の効果を得ることができる。

更に本発明においては、チルトの設定を行うタイミングはウエハＷを保持した移載アーム５を処理チャンバ４Ａ（４Ｂ〜４Ｄ）内に進入させる前に限られず、例えば既述したようにウエハ搬送口３３での距離データと、既述の基板載置台４３からの距離データの両方を取得した場合などには、移載アーム５を処理チャンバ４Ａ（４Ｂ〜４Ｄ）内に進入させる前及び、進入させた後であって基板支持ピン４６にウエハＷを受け渡す前の両方にチルトの設定を行うようにしてもよい。更には、例えばチャンバ４Ａ〜４Ｄに割り当てられた処理の種類によりウエハＷ搬送口３２を大きめに形成してもよい場合には移載アーム５を処理チャンバ４Ａ（４Ｂ〜４Ｄ）内に進入させた後にのみチルトの設定を行うようにしてもよい。

更に本発明においては、基板移載機構は移載室３の底部に設けられた構成に限られず、例えば移載室３の天井部に設けられていてもよい。更には移載室３の側壁面であってもよい。この場合であっても上述の場合と同様の効果を得ることができる。

更に本発明においては、移載アーム５の伸長、旋回あるいはスライド移動させる際の動作開始時又は動作停止時において加速度を小さくする方向にチルトの設定を行うようにしてもよい。このように構成すれば、動作開始時又は停止時にウエハＷが基板保持アーム５１ａ上で滑って位置がずれてしまうのを抑えることができるので、より確実に安定した受け渡しをすることができ、また搬送速度を早くしてスループットの短縮化を図ることができる。

本発明の実施の形態に係る真空処理装置を示す平面図である。本発明の実施の形態に係る真空処理装置を示す縦断面図である。上記真空処理装置のウエハ搬送口を示す説明図である。上記真空処理装置の移載アームを示す説明図である。上記真空処理装置の移載アームの傾きを調整する際に用いられる治具を示す説明図である。上記真空処理装置の有する制御部を示す説明図である。上記移載アームの傾きをセンサ出力利用モードで調整する工程を示す工程図である。上記移載アームの他の例を示す説明図である。光センサの他の設置例を示す説明図である。本発明の他の実施の形態に係る真空処理装置を示す平面図である。上記他の実施の形態に係る真空処理装置の移載アームを示す説明図である。従来の真空処理装置を示す説明図である。

符号の説明

Ｗウエハ
３移載室
４Ａ〜４Ｄ処理チャンバ
５移載アーム
５２基体
６Ａ〜６Ｃ昇降機構
７傾き調整用治具
７３制御部
７１Ａ〜７１Ｃ光センサ

Claims

真空雰囲気とされる移載室と、
前記移載室に配置された基体と、
この移載室に各々気密に接続され、基板に対して真空処理を行う複数の真空処理室と、
進退自在かつ鉛直軸周りに回転自在な移載アームを備え、前記複数の真空処理室の各々に対して基板の受け渡しを行うために前記基体に設けられた基板移載機構と、
前記移載アームの傾きを調整するために前記基体の傾きを調整するための傾き調整機構と、を備えたことを特徴とする真空処理装置。
前記傾き調整機構は、基体の周方向に沿って位置する少なくとも３箇所を各々独立して昇降させる複数の昇降機構を含むことを特徴とする請求項１記載の真空処理装置。
前記移載アームの傾きを検出する傾き検出手段を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の真空処理装置。
真空雰囲気とされる移載室と、
この移載室に各々気密に接続され、基板に対して真空処理を行う複数の真空処理室と、
進退自在かつ鉛直軸周りに回転自在な移載アームを備え、前記複数の真空処理室の各々に対して基板の受け渡しを行う基板移載機構と、
前記移載アームの傾きを調整するための傾き調整機構と、
前記移載アームの傾きを検出する傾き検出手段と、
前記傾き検出手段により検出された検出結果を記憶する記憶部と、
この記憶部に記憶された情報に基づいて傾き調整機構を制御する制御部と、を備えたことを特徴とする真空処理装置。
前記傾き検出手段は、横方向に互いに離れて配置されると共に対向する部位までの距離を検出する少なくとも３個の距離検出部と、これら距離検出部による検出結果に基づいて移載アームの傾きを推定する手段と、を備えたことを特徴とする請求項３または４記載の真空処理装置。
前記距離検出部は、移載アーム、この移載アームに保持される基板、または真空処理装置内のいずれかに設けられたことを特徴とする請求項５記載の真空処理装置。
前記傾き検出手段は、発光部と、この発光部からの光の反射光を検出する受光部と、この受光部にて受光した反射光に基づいて反射面の傾きを検出する手段と、を備えたことを特徴とする請求項３または４記載の真空処理装置。
前記発光部及び受光部は、移載アーム、この移載アームに保持される基板、または真空処理室内のいずれかに設けられたことを特徴とする請求項７記載の真空処理装置。