JP4707749B2 - 基板交換方法及び基板処理装置 - Google Patents

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Description

本発明は、基板処理室内で処理する被処理基板を搬送装置を用いて交換する基板搬送方法及びそのような基板交換を行うことができる基板処理装置に関する。
半導体デバイスの製造工程においては、被処理基板である半導体ウェハ(以下、単に基板又はウェハと記す。)に対し、成膜処理やエッチング処理等の真空雰囲気で行われる真空処理が多用されている。最近では、このような真空処理の効率化の観点、および酸化やコンタミネーション等の汚染を抑制する観点から、複数の真空処理を行う基板処理室を真空に保持される搬送室に連結し、搬送室に設けられた搬送装置により各基板処理室にウェハを搬送することを可能としたクラスターツール型のマルチチャンバタイプの基板処理装置が注目されている。
マルチチャンバタイプの基板処理装置においては、大気中に置かれているウェハカセットから真空に保持された搬送室へウェハを搬送するために、搬送室とウェハカセットとの間にロードロック室を設け、ロードロック室を介してウェハが搬送される。
従来のロードロック室と基板処理室との間でのウェハの受け渡しは、搬送室に設けられた搬送装置により行う。従来の搬送装置は、必要最小限の空間で旋回可能とするとともに遠方までウェハを搬送可能とするために伸縮可能になされた2つの搬送アームを有している。各々の搬送アームには、自在に回転及び伸縮を行うため、回転軸とアームとの組が搬送装置の基台から数段結合して設けられ、更にその先端に設けられた先端アームの両端には、ウェハを載置して搬送するための搬送部材(ピック)が一つずつ設けられている。
このような搬送アーム及び搬送部材が設けられた搬送装置を用いてウェハを搬送し、複数の基板処理室で多数のウェハを1枚ずつ処理するような場合、どのチャンバでウェハの処理を行うかスケジュールを決定しなくてはならない場合がある。例えば、複数のチャンバの各チャンバに優先順位を割当て、最も優先順位が高いチャンバにウェハを搬送して基板処理を行う基板処理装置の例が開示されている(例えば特許文献1参照)。
また、複数の基板処理室が運転可能か否かの状態判断を行い、搬送装置を用いてウェハを運転有効な基板処理室のみに搬送して基板処理を行う基板処理装置の例が開示されている(例えば特許文献2参照)。
特開平10−189687号公報 特開平11−67869号公報
ところが、上記の基板処理装置を用いて、基板処理室内のウェハを交換する場合、次のような問題があった。
特許文献1、2に記載されるような基板処理装置では、予め搬送する基板処理室を選択することはできる。しかしながら、昨今では、基板処理室内の状態を維持するために、あるウェハの基板処理が完了して処理済みウェハを搬出した後、次の未処理ウェハを搬入して基板処理を行う前に、基板処理室内で例えばプラズマクリーニング等のクリーニング処理を行う場合がある。クリーニング処理を行う間は、基板処理室へ次のウェハを搬入することはできない。従って、搬送装置は、次に処理を行う未処理ウェハを搬送部材(ピック)に支持したまま、待機しなくてはならないという問題があった。
特に、半導体デバイスのデザインルールの微細化に伴って、ウェハ上に形成され、半導体デバイスを構成する各層の膜厚が薄くなってきているため、基板処理室において成膜処理又はエッチング処理を行う処理時間が短くなっている。その結果、基板処理室の基板処理の処理時間に対するクリーニング処理の処理時間の占める割合は増大している。従って、基板処理室におけるクリーニング処理の間、搬送装置がその基板処理室で次に処理を行う未処理ウェハを支持して待機していると、搬送装置が他の作業を行うことができないため、搬送装置が本来有する単位時間当たりの基板の搬送枚数、すなわちスループットを発揮することができないという問題があった。
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、基板処理装置の基板処理室のクリーニング処理を行う間も搬送装置に仕事をさせることで、搬送装置が本来有するスループットを発揮させ、基板処理装置全体のスループットを向上させることができる基板交換方法及び基板処理装置を提供することを目的とする。
上記の課題を解決するために本発明では、次に述べる各手段を講じたことを特徴とするものである。
第1の発明は、基板処理室と、ロードロック室と、2つの搬送部材により基板を前記基板処理室及び前記ロードロック室に搬入出可能な搬送装置とを備えた基板処理装置における、前記基板処理室で処理する基板の交換を行う基板交換方法において、第1の基板を第1の搬送部材により前記基板処理室から搬出する第1の搬出工程と、第2の基板を第2の搬送部材により前記基板処理室へ搬入する第1の搬入工程とを有し、前記第1の搬出工程を行った後、前記第1の搬入工程を行う前に、前記第2の基板を前記第2の搬送部材によりロードロック室から搬出する第2の搬出工程と、前記第1の基板を前記第1の搬送部材によりロードロック室へ搬入する第2の搬入工程とを行うことを特徴とする。
第2の発明は、第1の発明に係る基板交換方法において、前記第2の搬入工程において、前記第2の搬出工程を行った後、前記第2の搬出工程で前記第2の基板を搬出したロードロック室へ前記第1の基板を搬入することを特徴とする。
第3の発明は、第2の発明に係る基板交換方法において、前記基板処理装置は、複数の基板処理室を備え、前記第1の搬出工程を行った後、前記第2の搬出工程を行う前に、第3の基板を前記第2の搬送部材により第2の基板処理室へ搬入する第3の搬入工程と、前記第2の搬入工程を行った後、前記第1の搬入工程を行う前に、第4の基板を前記第1の搬送部材により第3の基板処理室から搬出する第3の搬出工程とを行うことを特徴とする。
第4の発明は、第1の発明に係る基板交換方法において、前記基板処理装置は、複数のロードロック室を備え、前記第2の搬入工程において、前記第1の基板を第1のロードロック室へ搬入し、前記第2の搬出工程において、前記第2の搬入工程を行った後、前記第2の基板を第2のロードロック室から搬出することを特徴とする。
第5の発明は、第4の発明に係る基板交換方法において、前記基板処理装置は、複数の基板処理室を備え、前記第1の搬出工程を行った後、前記第2の搬入工程を行う前に、第3の基板を前記第2の搬送部材により前記第1のロードロック室から搬出する第4の搬出工程を行い、前記第2の搬入工程を行った後、前記第2の搬出工程を行う前に、前記第3の基板を前記第2の搬送部材により第2の基板処理室へ搬入する第4の搬入工程と、第4の基板を前記第1の搬送部材により第3の基板処理室から搬出する第5の搬出工程とを行い、前記第2の搬出工程を行った後、前記第1の搬入工程を行う前に、前記第4の基板を前記第1の搬送部材により前記第2のロードロック室に搬入する第5の搬入工程を行うことを特徴とする。
第6の発明は、基板処理室と、ロードロック室と、基板を搬送する2つの搬送部材を有し、該2つの搬送部材により基板を前記基板処理室及び前記ロードロック室に搬入出可能な搬送装置と、前記搬送装置による基板の搬入出を制御する制御部とを備えた基板処理装置において、前記制御部は、第1の基板を第1の搬送部材により前記基板処理室から搬出した後、第2の基板を第2の搬送部材により前記基板処理室へ搬入する前に、前記第2の基板を前記第2の搬送部材により前記ロードロック室から搬出し、次に、前記第1の基板を前記第1の搬送部材により前記ロードロック室へ搬入するように、前記搬送装置による基板の搬入出を制御することを特徴とする。
第7の発明は、複数の基板処理室と、ロードロック室と、基板を搬送する2つの搬送部材を有し、該2つの搬送部材により基板を前記複数の基板処理室及び前記ロードロック室に搬入出可能な搬送装置と、前記搬送装置による基板の搬入出を制御する制御部とを備えた基板処理装置において、前記制御部は、第1の基板を第1の搬送部材により第1の基板処理室から搬出した後、第2の基板を第2の搬送部材により前記第1の基板処理室へ搬入する前に、第3の基板を前記第2の搬送部材により第2の基板処理室へ搬入し、次に、前記第2の基板を前記第2の搬送部材により前記ロードロック室から搬出し、次に、前記第1の基板を前記第1の搬送部材により前記ロードロック室へ搬入し、次に、第4の基板を前記第1の搬送部材により第3の基板処理室から搬出するように、前記搬送装置による基板の搬入出を制御することを特徴とする。
第8の発明は、複数の基板処理室と、複数のロードロック室と、基板を搬送する2つの搬送部材を有し、該2つの搬送部材により基板を前記複数の基板処理室及び前記複数のロードロック室に搬入出可能な搬送装置と、前記搬送装置による基板の搬入出を制御する制御部とを備えた基板処理装置において、前記制御部は、第1の基板を第1の搬送部材により第1の基板処理室から搬出した後、第2の基板を第2の搬送部材により前記第1の基板処理室へ搬入する前に、第3の基板を前記第2の搬送部材により第1のロードロック室から搬出し、次に、前記第1の基板を前記第1の搬送部材により前記第1のロードロック室へ搬入し、次に、前記第3の基板を前記第2の搬送部材により第2の基板処理室へ搬入し、次に、第4の基板を前記第1の搬送部材により第3の基板処理室から搬出し、次に、前記第2の基板を前記第2の搬送部材により第2のロードロック室から搬出し、次に、前記第4の基板を前記第1の搬送部材により前記第2のロードロック室に搬入するように、前記搬送装置による基板の搬入出を制御することを特徴とする。
本発明によれば、基板処理装置の基板処理室のクリーニング処理を行う間も搬送装置に仕事をさせることで、搬送装置が本来有するスループットを発揮させ、基板処理装置全体のスループットを向上させることができることができる。
本発明の実施の形態に係る基板処理装置の構成を示す平面図である。 本発明の実施の形態に係る基板処理装置の基板交換方法における、搬送部材、基板処理室及びロードロック室の支持ウェハの有無並びに基板処理室及びロードロック室の内部の状態を説明するタイムチャートである。 本発明の実施の形態に係る基板交換方法を説明するための図であり、搬送部材、基板処理室及びロードロック室の支持ウェハの有無並びに搬送部材及びウェハの動きを模式的に説明する平面図である。 従来の基板処理装置の基板交換方法における、搬送部材、基板処理室及びロードロック室の支持ウェハの有無並びに基板処理室及びロードロック室の内部の状態を説明するタイムチャートである。 従来の基板交換方法を説明するための図であり、搬送部材、基板処理室及びロードロック室の支持ウェハの有無並びに搬送部材及びウェハの動きを模式的に説明する平面図である。 本発明の実施の形態に係る基板交換方法及び従来の基板交換方法における1枚当たりの基板処理時間と基板処理装置のスループットとの関係を模式的に示すグラフである。 本発明の実施の形態の第1の変形例に係る基板処理装置の基板交換方法における、搬送部材、基板処理室及びロードロック室の支持ウェハの有無並びに基板処理室及びロードロック室の内部の状態を説明するタイムチャートである。 本発明の実施の形態の第2の変形例に係る基板処理装置の基板交換方法における、搬送部材、基板処理室及びロードロック室の支持ウェハの有無並びに基板処理室及びロードロック室の内部の状態を説明するタイムチャートである。
次に、本発明を実施するための形態について図面と共に説明する。
(実施の形態)
最初に、図1を参照し、本発明の実施の形態に係る基板交換機構を備える基板処理装置について説明する。
図1は、本実施の形態に係る基板処理装置の構成を示す平面図である。
基板処理装置100は、被処理基板であるウェハ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処理ユニット10と、処理ユニット10に対してウェハWを搬入出させる搬送ユニット20とを備える。搬送ユニット20は、ウェハWを搬送する際に共用される搬送室(搬送ユニット側搬送室)30を有している。
搬送室30は、例えばNガス等の不活性ガスや清浄空気が循環される断面略多角形状の箱体により構成されている。搬送室30における断面略多角形状の長辺を構成する一側面には、複数のカセット台32(ここでは32a及び32b)が並設されている。カセット台32a、32bはそれぞれ、基板収容容器の1例としてのカセット容器34a、34bを載置可能に構成されている。
各カセット容器34a、34bには、例えば最大25枚のウェハWを等ピッチで多段に載置して収容できるようになっており、内部は例えばNガス雰囲気で満たされた密閉構造となっている。搬送室30はその内部へゲートバルブ36a、36bを介してウェハWを搬入出可能に構成されている。
ここでは、カセット容器34a、34bにはそれぞれ、後述する基板処理室40a〜40fで処理されるウェハが収納される。ただし、どのウェハがどの基板処理室で処理されるかが分かっていれば、必ずしも各基板処理室40a〜40fで処理されるウェハがそれぞれカセット容器34a、34bに分けて収納されている必要はない。例えばカセット容器34a、34bの一方又は両方に各基板処理室40a〜40fで処理されるウェハが混在していてもよい。また、図1では例えば各カセット台32a、32bに2台のカセット容器34a、34bをそれぞれ1台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3台以上あってもよい。
搬送室30の端部、すなわち断面略多角形状の短辺を構成する一側面には、位置決め装置としてのオリエンタ37が設けられている。オリエンタ37は、ウェハ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ものである。
処理ユニット10は、ウェハに例えば成膜処理(例えばプラズマCVD処理)やエッチング処理(例えばプラズマエッチング処理)などの所定の処理を施すための基板処理室40を有している。図1では、基板処理室40を6つ(40a〜40f)有する場合が例示される。各基板処理室40a〜40fには、ウェハWを載置するための載置台42a〜42fが設けられている。なお、基板処理室40は6つに限定されるものではなく、6つより少なくてもよく、6つより多くてもよい。
各基板処理室40a〜40fで行われる処理は同種の処理であってもよく、また異なる処理であってもよい。各ウェハは予め制御部のメモリなどに記憶されたエッチング処理などの処理工程等を示す情報(プロセス・レシピ)に基づいて各基板処理室40a〜40fにおいて所定の処理が施される。各ウェハがどの基板処理室で処理されるものかについては、例えば上記プロセス・レシピにより判断してもよい。
処理ユニット10は、基板処理室40a〜40fにウェハを搬入出する搬送室(処理ユニット側搬送室)50を備える。搬送室50は多角形(例えば六角形)に形成されており、その周りに各基板処理室40a〜40fがそれぞれゲートバルブ44a〜44fを介して配設されている。
搬送室50の周りには、搬送ユニット20と接続する真空準備室の1例としての第1、第2のロードロック室60a、60bが配設されている。具体的には、第1、第2のロードロック室60a、60bの先端は、搬送室50の周りにゲートバルブ(真空側ゲートバルブ)54a、54bをそれぞれ介して接続されており、第1、第2のロードロック室60a、60bの基端部は、搬送室30における断面略多角形状の長辺を構成する他側面にゲートバルブ(大気側ゲートバルブ)64a、64bをそれぞれ介して接続されている。
第1、第2のロードロック室60a、60bは、真空引き可能に構成されており、ウェハWを一時的に保持して圧力調整後に、次段へパスさせる機能を有している。また、各第1、第2のロードロック室60a、60bには、ウェハWを載置するための載置台62a、62bがそれぞれ設けられている。なお、第1、第2のロードロック室60a、60bは、さらに冷却機構や加熱機構を有するように構成してもよい。
このように、搬送室50と各基板処理室40a〜40fとの間及び搬送室50と上記各ロードロック室60a、60bとの間はそれぞれ気密に開閉可能に構成され、クラスターツール化されており、必要に応じて搬送室50と連通可能になっている。また、上記第1、第2のロードロック室60a、60bと搬送室50との間も、それぞれ気密に開閉可能に構成されている。
搬送室50には、例えば屈伸・昇降・旋回可能に構成された多関節アームよりなる処理ユニット側搬送装置(以下、単に「搬送装置」という。)80が設けられている。この搬送装置80は各ロードロック室60a、60b及び各基板処理室40a〜40fにアクセス可能となっている。例えば上記各ロードロック室60a、60bへウェハが搬入されると、そのウェハは搬送装置80によりそのウェハが処理される基板処理室40a〜40fのいずれかに搬入される。
搬送装置80は、2つのピックを有するダブルアーム機構より構成されており、一度に2枚のウェハを取り扱うことができるようになっている。これにより、例えば各基板処理室40a〜40fのいずれかに対してウェハを搬入出する際に、処理済みウェハと未処理ウェハとを交換することができる。
一方、搬送ユニット20の搬送室30には、ウェハWをその長手方向(図1に示す矢印方向)に沿って搬送する搬送ユニット側搬送装置70が設けられている。搬送ユニット側搬送装置70についても、処理ユニット側搬送装置(搬送装置)80と同様に、2つのピックを有するダブルアーム機構より構成されており、一度に2枚のウェハを取り扱うことができるようになっている。これにより、例えばカセット容器34(34a、34b)、オリエンタ37、ロードロック室60a、60bなどに対して、ウェハを交換するように搬入出することができる。なお、処理ユニット側搬送装置80のピックの数は上記のものに限られず、例えば1つのみのピックを有するシングルアーム機構であってもよい。
上記基板処理装置100には、各搬送装置70、80、各ゲートバルブ36(36a、36b)、44(44a〜44f)、54(54a、54b)、64(64a、64b)、オリエンタ37などの制御の他、カセット容器34からのウェハの搬送タイミングを求める処理やそのウェハ搬送タイミングに基づいてカセット容器34からウェハを搬出する制御なども含めてこの基板処理装置全体の動作を制御する制御部90が設けられている。制御部90は、例えばこの制御部90の全体を構成するマイクロコンピュータ、各種のデータ等を記憶するメモリなどを備える。なお、制御部90は、本発明においては、処理ユニット側搬送装置(搬送装置)80によるウェハWの搬入出を制御するためのものでもある。
次に、図2及び図3を参照し、本実施に係る基板処理装置の基板交換方法について説明する。
本実施の形態に係る基板処理装置の基板交換方法では、第1の基板処理室のウェハを処理済みウェハから未処理ウェハへ交換する第1の搬出工程と第1の搬入工程との間に、第2の搬出工程と、第2の搬入工程という2つの別のステップを行う。
また、本実施の形態に係る基板交換方法を行うことができる基板処理装置は、基板処理室と、ロードロック室と、基板を搬送する2つの搬送部材を有し、2つの搬送部材により基板を基板処理室及びロードロック室に搬入出可能な搬送装置と、搬送装置による基板の搬入出を制御する制御部とを備える。すなわち、図1に示す基板処理装置において、少なくとも1つの基板処理室を備え、少なくとも1つのロードロック室を備えていればよい。また、本実施の形態では、一例として、2つの基板処理室と2つのロードロック室を備えている場合について説明する。
また、以下、搬送装置というときは、処理ユニット側搬送装置のことを指すものとする。
図2は、本実施の形態に係る基板処理装置の基板交換方法における、搬送部材、基板処理室及びロードロック室の支持ウェハの有無並びに基板処理室及びロードロック室の内部の状態を説明するタイムチャートである。図3は、本実施の形態に係る基板交換方法を説明するための図であり、搬送部材、基板処理室及びロードロック室の支持ウェハの有無並びに搬送部材及びウェハの動きを模式的に説明する平面図である。
図2に示すタイムチャートでは、上の行から順に、ステップ番号、搬送装置80の第1の搬送部材80aの支持ウェハのウェハ番号、搬送装置80の第2の搬送部材80bの支持ウェハのウェハ番号、第1の基板処理室40aの支持ウェハのウェハ番号、第1の基板処理室40aの状態、第2の基板処理室40bの支持ウェハのウェハ番号、第2の基板処理室40bの状態、第1のロードロック室60aの支持ウェハのウェハ番号、第1のロードロック室60aの状態、第2のロードロック室60bの支持ウェハのウェハ番号、第2のロードロック室60bの状態を表す。図3(a)は、後述するステップS1を開始する直前(ステップS1の直前のステップS0が終了した時)の状態を示す。図3(b)から図3(e)のそれぞれは、ステップS1からステップS4が終了した時の状態を示す。
本実施の形態に係る基板処理装置の基板交換作業の最小単位は、図2に示されるステップS1からステップS4を含む。ステップS1、ステップS2、ステップS3、及びステップS4のそれぞれは、本発明における第1の搬出工程、第2の搬出工程、第2の搬入工程、及び第1の搬入工程のそれぞれに相当する。すなわち、本実施の形態に係る基板交換方法では、ステップS1の第1の搬出工程を行った後、ステップS4の第1の搬入工程を行う前に、ステップS2の第2の搬出工程と、ステップS3の第2の搬入工程を行う。
ステップS1は、ウェハW1を第1の搬送部材80aにより第1の基板処理室40aから搬出する工程である。ステップS2は、ウェハW3を第2の搬送部材80bにより第1のロードロック室60aから搬出する工程である。ステップS3は、ウェハW1を第1の搬送部材80aにより第1のロードロック室60aへ搬入する工程である。ステップS4は、ウェハW3を第2の搬送部材80bにより第1の基板処理室40aへ搬入する工程である。また、ウェハW1は、本発明における第1の基板に相当し、ウェハW3は、本発明における第2の基板に相当する。
ステップS1を開始する前の状態は、図2のステップS0が終了した状態、すなわち、第1の基板処理室40aで第1の基板の基板処理を行った後の状態である。図2のステップS0の列及び図3(a)に示すように、第1の搬送部材80a及び第2の搬送部材80bのいずれにもウェハが支持されておらず、第1の基板処理室40aの載置台42aには処理済みウェハとしてウェハW1が支持されており、第1のロードロック室60aの載置台62aには未処理ウェハとしてウェハW3が支持されている。
最初に、ステップS1を行う。ステップS1は、ウェハW1を第1の搬送部材80aにより第1の基板処理室40aから搬出する工程である。第1の基板処理室40aの基板処理が完了している状態で、第1の基板処理室40aのゲートバルブ44aを開き、第1の搬送部材80aを第1の基板処理室40a内に進出させ、第1の搬送部材80aにより第1の基板処理室40aの載置台42aに支持されているウェハW1を支持し、ウェハW1を支持したまま第1の搬送部材80aを第1の基板処理室40aから退却させ、第1の基板処理室40aのゲートバルブ44aを閉じる。図2のステップS1の列及び図3(b)に示すように、ステップS1が行われた後は、第1の搬送部材80aにはウェハW1が支持されており、第2の搬送部材80bにはウェハが支持されておらず、第1の基板処理室40aにはウェハが支持されておらず、第1のロードロック室60aにはウェハW3が支持されている。
ここで、第1の基板処理室40aのゲートバルブ44aを閉じた後、載置台42aにウェハが支持されていない状態で、第1の基板処理室40a内において、クリーニング処理を開始する。例えば、第1の基板処理室40aに設けられた図示しないプラズマ発生手段を用い、第1の基板処理室40a内にプラズマを発生させ、成膜処理等の基板処理の間に第1の基板処理室40aの内壁に付着した付着物をエッチング除去することによって、クリーニング処理を行うことができる。
次に、ステップS2を行う。ステップS2は、ウェハW3を第2の搬送部材80bにより第1のロードロック室60aから搬出する工程である。第1のロードロック室60aが真空の状態で、第1のロードロック室60aの搬送室50側のゲートバルブ54aを開き、第2の搬送部材80bを第1のロードロック室60a内に進出させ、第2の搬送部材80bにより第1のロードロック室60aの載置台62aに支持されているウェハW3を支持し、ウェハW3を支持したまま第2の搬送部材80bを第1のロードロック室60a内から退却させてウェハW3を搬出し、第1のロードロック室60aの搬送室50側のゲートバルブ54aを閉じる。図2のステップS2の列及び図3(c)に示すように、ステップS2が行われた後は、第1の搬送部材80aにはウェハW1が支持されており、第2の搬送部材80bにはウェハ3が支持されており、第1の基板処理室40aにはウェハが支持されておらず、第1のロードロック室60aにもウェハが支持されていない。
また、ステップS2を行う間、第1の基板処理室40aの内部では、引き続きクリーニング処理が行われている。
次に、ステップS3を行う。ステップS3は、ウェハW1を第1の搬送部材80aにより第1のロードロック室60aへ搬入する工程である。第1のロードロック室60aが真空の状態で、第1のロードロック室60aの搬送室50側のゲートバルブ54aを開き、ウェハW1を支持したまま第1の搬送部材80aを第1のロードロック室60a内に進出させ、第1の搬送部材80aにより第1のロードロック室60aの載置台62aにウェハW1を支持させ、ウェハを支持していない第1の搬送部材80aを第1のロードロック室60a内から退却させ、第1のロードロック室60aの搬送室50側のゲートバルブ54aを閉じる。図2のステップS3の列及び図3(d)に示すように、ステップS3が行われた後は、第1の搬送部材80aにはウェハが支持されておらず、第2の搬送部材80bにはウェハW3が支持されており、第1の基板処理室40aにはウェハが支持されておらず、第1のロードロック室60aにはウェハW1が支持されている。
また、ステップS3が終了するのと略同時に、又はステップS3が終了した後、次のステップS4が開始される前に、第1の基板処理室40aのクリーニング処理を終了する。
次に、ステップS4を行う。ステップS4は、ウェハW3を第2の搬送部材80bにより第1の基板処理室40aへ搬入する工程である。第1の基板処理室40aのクリーニング処理が終了している状態で、第1の基板処理室40aのゲートバルブ44aを開き、ウェハW3を支持したまま第2の搬送部材80bを第1の基板処理室40aに進出させ、第2の搬送部材80bにより第1の基板処理室40aの載置台42aにウェハW3を支持させ、ウェハを支持していない第2の搬送部材80bを第1の基板処理室40a内から退却させ、第1の基板処理室40aのゲートバルブ44aを閉じる。図2のステップS4の列及び図3(e)に示すように、ステップS4が行われた後は、第1、第2の搬送部材80a、80bにはウェハが支持されておらず、第1の基板処理室40aにはウェハW3が支持されており、第1のロードロック室60aにはウェハW1が支持されている。
以上のように、ステップS1からステップS4を行うことにより、第1の基板処理室40aの基板をウェハW1からウェハW3に交換する作業を行うことができる。図2に示すように、第1の基板処理室40aから処理済みウェハであるウェハW1を搬出するステップであるステップS1から、第1の基板処理室40aへ未処理ウェハであるウェハW3を搬入するステップの直前のステップであるステップS3までの3ステップの間、第1の基板処理室40aのクリーニング処理を行うことができ、その間に搬送装置80は、第1のロードロック室60aの基板をウェハW3からウェハW1に交換する作業を行うことができる。
その後、ステップS5からステップS8を行うことにより、今度は第2の基板処理室40bの基板をウェハW2からウェハW4に交換する作業を行うことができる。図2に示すように、第2の基板処理室40bから処理済みウェハであるウェハW2を搬出するステップであるステップS5から、第2の基板処理室40bへ未処理ウェハであるウェハW4を搬入するステップの直前のステップであるステップS7までの3ステップの間、第2の基板処理室40bのクリーニング処理を行うことができ、その間に搬送装置80は、第2のロードロック室60bの基板をウェハW4からウェハW2に交換する作業を行うことができる。
また、ステップS5からステップS7の間は、第1の基板処理室40aでウェハW3の基板処理を行うことができる。
なお、第1、第2の2つの基板処理室40a、40b、第1、第2のロードロック室60a、60bを使用する場合には、ステップS9以降において、ステップS1からステップS8と同様の動作を繰り返すことができる。すなわち、2つの基板処理室及び2つのロードロック室を備えた基板処理装置において、基板処理も含めた基板処理室の処理の最小単位は、ステップS1からステップS8の8ステップである。
次に、図4から図6を参照し、本実施の形態に係る基板処理装置の基板交換方法において、搬送装置を待機させず、搬送装置のスループットを向上させることができる作用効果について説明する。
始めに、図4及び図5を参照し、本実施の形態に係る基板処理装置の基板交換方法において、搬送装置を待機させずに基板交換を行うことができる作用効果を、従来の基板交換方法と比較して説明する。
図4は、従来の基板処理装置の基板交換方法における、搬送部材、基板処理室及びロードロック室の支持ウェハの有無並びに基板処理室及びロードロック室の内部の状態を説明するタイムチャートである。図5は、従来の基板交換方法を説明するための図であり、搬送部材、基板処理室及びロードロック室の支持ウェハの有無並びに搬送部材及びウェハの動きを模式的に説明する平面図である。
図4に示すタイムチャートでも、図2に示すタイムチャートと同様に、上の行から順に、ステップ番号、搬送装置80の第1の搬送部材80aの支持ウェハのウェハ番号、搬送装置80の第2の搬送部材80bの支持ウェハのウェハ番号、第1の基板処理室40aの支持ウェハのウェハ番号、第1の基板処理室40aの状態、第2の基板処理室40bの支持ウェハのウェハ番号、第2の基板処理室40bの状態、第1のロードロック室60aの支持ウェハのウェハ番号、第1のロードロック室60aの状態、第2のロードロック室60bの支持ウェハのウェハ番号、第2のロードロック室60bの状態を表す。図5(a)は、ステップS1´を開始する直前(ステップS1´の直前のステップS0´が終了した時)の状態を示す。図5(b)から図5(e)のそれぞれは、ステップS1´からステップS4´が終了した時の状態を示す。
従来の基板処理装置の基板交換作業の最小単位も、図4に示されるステップS1´からステップS4´を含む。ステップS1´は、図4のステップS1´の列及び図5(b)に示すように、ウェハW1を第1の搬送部材80aにより第1の基板処理室40aから搬出する工程である。ステップS4´は、図4のステップS4´の列及び図5(e)に示すように、ウェハW3を第2の搬送部材80bにより第1の基板処理室40aへ搬入する工程である。また、図4のステップS1´の列からステップS3´の列に示すように、ステップS1´からステップS3´までの間、第1の基板処理室40aではクリーニング処理が行われる。
しかしながら、従来の基板処理装置の基板交換作業においては、ステップS1´の前のステップS0´において、図4及び図5(a)に示すように、予め第2の搬送部材80bにウェハW3が支持された状態になっている。また、図5(b)に示すステップS1´を行ってウェハW1を第1の搬送部材80aにより第1の基板処理室40aから搬出した後、図5(e)に示すステップS5´を行ってウェハW3を第2の搬送部材80bにより第1の基板処理室40aに搬入する前に、搬送装置80に他の作業をさせることがない。従って、図5(c)に示すステップS2´、図5(d)に示すステップS3´において、第1の基板処理室40aでクリーニング処理が行われる間、搬送措置80は、第1、第2の搬送部材80a、80bにウェハを支持したまま、第1の基板処理室40aのクリーニング処理が終了するまで待機する。
その結果、本実施の形態と同様に、第1、第2の基板処理室40a、40b、第1、第2のロードロック室60a、60bを備えた基板処理装置における搬送装置80を動作させる場合、ステップS2´、ステップS3´で他の作業を行うことができないことに起因して、第1、第2の基板処理室40a、40bで待ち時間が発生する。例えば図4の例では、ステップS4´を行った後、第1の基板処理室40aで基板処理を行う場合、本実施の形態と同様にステップS5´からステップS7´の間、基板処理を行っても、その後すぐにウェハW3を第1の基板処理室40aから搬出することができない。搬送装置80が、第1、第2の搬送部材80a、80bがウェハW2、ウェハW4を支持した状態で、第2の基板処理室40bのクリーニング処理が終了するまで待機しているからである。その結果、基板処理も含めた基板処理室の処理の最小単位は、ステップS1からステップS12の12ステップとなる。また、基板処理も含めた基板処理室の処理の最小単位に要する時間は、後述する基板処理装置のスループットの説明における律速時間T0であり、T0の中に基板処理室のクリーニング処理の待ち時間が含まれている。
一方、前述したように、本実施の形態では、基板処理も含めた基板処理室の処理の最小単位は、ステップS1からステップS8の8ステップである。従って、同一の時間のクリーニング処理を行う場合、本実施の形態の方が、1つの基板処理室におけるウェハ1枚の基板処理に要する時間を短縮することができる。また、本実施の形態では、基板処理も含めた基板処理室の処理の最小単位に要する時間は、後述する律速時間T1に相当する時間であり、T1の中に基板処理室のクリーニング処理の待ち時間は含まれていない。
次に、図6を参照し、本実施の形態に係る基板処理装置の基板交換方法において、基板処理装置全体のスループットを向上させ、搬送装置が本来有するスループットを発揮させることができる作用効果を、従来の基板交換方法と比較して説明する。
図6は、本実施の形態に係る基板交換方法及び従来の基板交換方法における1枚当たりの基板処理時間と基板処理装置のスループットとの関係を模式的に示すグラフである。図6(a)は、本実施の形態に係る基板交換方法について示し、図6(b)は、従来の基板交換方法について示している。
基板処理装置のスループットは1枚当たりの基板処理時間に逆比例すると仮定したとき、1枚当たりの基板処理時間が短くなるほど、基板処理装置のスループットは大きくなる。しかし、基板処理時間以外の待ち時間等を含むある時間T0が律速時間T0であるとした場合、基板処理時間がT0より短くなったとしても、基板処理装置のスループットを律速時間T0に対応するスループットP0よりも大きくすることはできない。図6(b)に示すように、従来の基板交換方法では、基板処理室のクリーニング処理の待ち時間を含む時間T0が律速時間であった。
一方、本実施の形態に係る基板交換方法では、前述したように、基板処理室のクリーニング処理を含まないある時間T1が律速時間となる。基板処理室のクリーニング処理を含まない律速時間T1は、基板処理室のクリーニング処理を含む律速時間T0よりも小さい。すなわち、T1<T0である。従って、図6(a)に示すように、基板処理室のクリーニング処理を含まない律速時間T1に対応する基板処理装置のスループットP1は、基板処理室のクリーニング処理を含む律速時間T0に対応する基板処理装置のスループットP0よりも大きい。すなわち、P1>P0である。従って、本実施の形態に係る基板交換方法によれば、基板処理装置全体のスループットを向上させ、搬送装置が本来有するスループットを発揮させることができる。
更に、本実施の形態に係る基板交換方法では、基板処理室のクリーニング処理の時間を更に長くしても、律速時間T1はほとんど増加せず、基板処理装置のスループットP1はほとんど減少しない。従って、従来の基板処理装置と同じスループットを確保しながら、基板処理室のクリーニング処理を充分長く行うことができる。
なお、本実施の形態では、ウェハW3を第2の搬送部材80bにより第1のロードロック室60aから搬出するステップS2を行った後、ステップS3において、ウェハW1を、ウェハW3を搬出した第1のロードロック室60aへ搬入する。しかしながら、ステップS3において、ウェハW1を、第1の搬送部材80aにより、第1のロードロック室60a以外のロードロック室へ搬入してもよく、例えば第2のロードロック室60bへ搬入してもよい。
また、ステップS2とステップS3の動作を逆順に行ってもよい。すなわち、ステップS2において、ウェハW1を第1の搬送部材80aにより第2のロードロック室60bへ搬入し、次に、ステップS3において、ウェハW3を第2の搬送部材80bにより第1のロードロック室60aから搬出してもよい。更に、ステップS1を開始する際に、第1、第2の搬送部材80a、80b、第1、第2のロードロック室60a、60bの第1、第2のそれぞれを互いに入れ替えて各ステップの動作を行ってもよい。
(実施の形態の第1の変形例)
次に、図7を参照し、本発明の実施の形態の第1の変形例に係る基板処理装置の基板交換方法について説明する。
本変形例に係る基板処理装置の基板交換方法は、第1の基板処理室のウェハを処理済みウェハから未処理ウェハへ交換する第1の搬出工程と第1の搬入工程との間に、4つのステップを行う点で、実施の形態に係る基板処理装置の基板交換方法と相違する。すなわち、実施の形態に係る基板処理装置の基板交換方法において、第1の搬出工程を行った後、第1の搬入工程を行う前に、第2の搬出工程と、第2の搬入工程という2つのステップを行うのと相違し、本変形例に係る基板処理装置の基板交換方法では、第1の搬出工程と第1の搬入工程との間に、第2の搬出工程と、第2の搬入工程という2つのステップを行うのに加え、第1の搬出工程と第2の搬出工程との間に、第3の搬入工程を行い、第2の搬入工程と第1の搬入工程との間に、第3の搬出工程を行う。
すなわち、本変形例に係る基板処理装置の基板交換方法では、第1の搬出工程を行った後、第1の搬入工程を行う前に、第3の搬入工程、第2の搬出工程、第2の搬入工程、第3の搬出工程の4つのステップを行う。
また、本変形例に係る基板交換方法を行うことができる基板処理装置は、複数の基板処理室と、ロードロック室と、基板を搬送する2つの搬送部材を有し、2つの搬送部材により基板を複数の基板処理室及びロードロック室に搬入出可能な搬送装置と、搬送装置による基板の搬入出を制御する制御部とを備えている。すなわち、図1に示す基板処理装置において、少なくとも2つの基板処理室を備え、少なくとも1つのロードロック室を備えていればよい。また、本変形例では、一例として、3つの基板処理室と2つのロードロック室を備えている場合について説明する。
また、実施の形態と同様に、以下、搬送装置というときは、処理ユニット側搬送装置のことを指すものとする。
図7は、本変形例に係る基板処理装置の基板交換方法における、搬送部材、基板処理室及びロードロック室の支持ウェハの有無並びに基板処理室及びロードロック室の内部の状態を説明するタイムチャートである。
図7に示すタイムチャートでは、上の行から順に、ステップ番号、搬送装置80の第1の搬送部材80aの支持ウェハのウェハ番号、搬送装置80の第2の搬送部材80bの支持ウェハのウェハ番号、第1の基板処理室40aの支持ウェハのウェハ番号、第1の基板処理室40aの状態、第2の基板処理室40bの支持ウェハのウェハ番号、第2の基板処理室40bの状態、第3の基板処理室40cの支持ウェハのウェハ番号、第3の基板処理室40cの状態、第1のロードロック室60aの支持ウェハのウェハ番号、第1のロードロック室60aの状態、第2のロードロック室60bの支持ウェハのウェハ番号、第2のロードロック室60bの状態を表す。
本変形例に係る基板処理装置の基板交換方法の最小単位は、図7に示されるステップS101からステップS106を含む。ステップS101からステップS106のそれぞれは、順に、本発明における第1の搬出工程、第3の搬入工程、第2の搬出工程、第2の搬入工程、第3の搬出工程及び第1の搬入工程の各工程に相当する。
ステップS101は、ウェハW1を第1の搬送部材80aにより第1の基板処理室40aから搬出する工程である。ステップS102は、ウェハW3を第2の搬送部材80bにより第2の基板処理室40bへ搬入する工程である。ステップS103は、ウェハW4を第2の搬送部材80bにより第1のロードロック室60aから搬出する工程である。ステップS104は、ウェハW1を第1の搬送部材80aにより第1のロードロック室60aへ搬入する工程である。ステップS105は、ウェハW2を第1の搬送部材80aにより第3の基板処理室40cから搬出する工程である。ステップS106は、ウェハW4を第2の搬送部材80bにより第1の基板処理室40aへ搬入する工程である。また、ウェハW1は、本発明における第1の基板に相当し、ウェハW4は、本発明における第2の基板に相当し、ウェハW3は、本発明における第3の基板に相当し、ウェハW2は、本発明における第4の基板に相当する。
ステップS101を開始する前の状態は、図7のステップS100が終了した状態、すなわち、第1の基板処理室40aでウェハW1の基板処理を行った後の状態である。図7のステップS100の列に示すように、第1の搬送部材80aにはウェハが支持されておらず、第2の搬送部材80bには未処理ウェハとしてウェハW3が支持されており、第1の基板処理室40aには処理済みウェハとしてウェハW1が支持されており、第2の基板処理室40bにはウェハが支持されておらず、第3の基板処理室40cには処理中のウェハとしてウェハW2が支持されており、第1のロードロック室60aには未処理ウェハとしてウェハW4が支持されている。
最初に、ステップS101を行う。ステップS101は、ウェハW1を第1の搬送部材80aにより第1の基板処理室40aから搬出する工程である。第1の基板処理室40aの基板処理が完了している状態で、第1の基板処理室40aのゲートバルブ44aを開き、第1の搬送部材80aを第1の基板処理室40a内に進出させ、第1の搬送部材80aにより第1の基板処理室40aの載置台42aに支持されているウェハW1を支持し、ウェハW1を支持したまま第1の搬送部材80aを第1の基板処理室40a内から退却させ、第1の基板処理室40aのゲートバルブ44aを閉じる。図7のステップS101の列に示すように、ステップS101が行われた後は、第1の搬送部材80aにはウェハW1が支持されており、第2の搬送部材80bにはウェハW3が支持されており、第1、第2の基板処理室40a、40bにはウェハが支持されておらず、第3の基板処理室40cには処理中のウェハとしてウェハW2が支持されており、第1のロードロック室60aには未処理ウェハとしてウェハW4が支持されている。
ここで、第1の基板処理室40aのゲートバルブ44aを閉じた後、載置台42aにウェハが支持されていない状態で、第1の基板処理室40aにおいて、クリーニング処理を開始する。実施の形態と同様に、例えば、第1の基板処理室40aに設けられた図示しないプラズマ発生手段を用い、第1の基板処理室40a内にプラズマを発生させ、成膜処理等の基板処理の間に第1の基板処理室40aの内壁に付着した付着物をエッチング除去することによって、クリーニング処理を行うことができる。
次に、ステップS102を行う。ステップS102は、ウェハW3を第2の搬送部材80bにより第2の基板処理室40bへ搬入する工程である。第2の基板処理室40bのクリーニング処理が終了している状態で、第2の基板処理室40bのゲートバルブ44bを開き、ウェハW3を支持したまま第2の搬送部材80bを第2の基板処理室40b内に進出させ、第2の搬送部材80bにより第2の基板処理室40bの載置台42bにウェハW3を支持させ、ウェハを支持していない第2の搬送部材80bを第2の基板処理室40b内から退却させ、第2の基板処理室40bのゲートバルブ44bを閉じる。図2のステップS102の列に示すように、ステップS102が行われた後は、第1の搬送部材80aにはウェハW1が支持されており、第2の搬送部材80bにはウェハが支持されておらず、第1の基板処理室40aにはウェハが支持されておらず、第2の基板処理室40bにはウェハW3が支持されており、第3の基板処理室40cにはウェハW2が支持されており、第1のロードロック室60aにはウェハW4が支持されている。
また、ステップS102を行う間、第1の基板処理室40aの内部では、引き続きクリーニング処理が行われている。
次に、ステップS103を行う。ステップS103は、ウェハW4を第2の搬送部材80bにより第1のロードロック室60aから搬出する工程である。第1のロードロック室60aが真空の状態で、第1のロードロック室60aの搬送室50側のゲートバルブ54aを開き、第2の搬送部材80bを第1のロードロック室60a内に進出させ、第2の搬送部材80bにより第1のロードロック室60aの載置台62aに支持されているウェハW4を支持し、ウェハW4を支持したまま第2の搬送部材80bを第1のロードロック室60a内から退却させ、第1のロードロック室60aの搬送室50側のゲートバルブ54aを閉じる。図7のステップS103の列に示すように、ステップS103が行われた後は、第1の搬送部材80aにはウェハW1が支持されており、第2の搬送部材80bにはウェハW4が支持されており、第1の基板処理室40aにはウェハが支持されておらず、第2の基板処理室40bにはウェハW3が支持されており、第3の基板処理室40cにはウェハW2が支持されており、第1のロードロック室60aにはウェハが支持されていない。
また、ステップS103を行う間、第1の基板処理室40aの内部では、引き続きクリーニング処理が行われている。
次に、ステップS104を行う。ステップS104は、ウェハW1を第1の搬送部材80aにより第1のロードロック室60aへ搬入する工程である。第1のロードロック室60aが真空の状態で、第1のロードロック室60aの搬送室50側のゲートバルブ54aを開き、ウェハW1を支持したまま第1の搬送部材80aを第1のロードロック室60a内に進出させ、第1の搬送部材80aにより第1のロードロック室60aの載置台62aにウェハW1を支持させ、ウェハを支持していない第2の搬送部材80bを第1のロードロック室60a内から退却させ、第1のロードロック室60aの搬送室50側のゲートバルブ54aを閉じる。図7のステップS104に示すように、ステップS104が行われた後は、第1の搬送部材80aにはウェハが支持されておらず、第2の搬送部材80bにはウェハW4が支持されており、第1の基板処理室40aにはウェハが支持されておらず、第2の基板処理室40bにはウェハW3が支持されており、第3の基板処理室40cにはウェハW2が支持されており、第1のロードロック室60aにはウェハW1が支持されている。
また、ステップS104を行う間、第1の基板処理室40aの内部では、引き続きクリーニング処理が行われている。
次に、ステップS105を行う。ステップS105は、ウェハW2を第1の搬送部材80aにより第3の基板処理室40cから搬出する工程である。第3の基板処理室40cの基板処理が完了している状態で、第3の基板処理室40cのゲートバルブ44cを開き、第1の搬送部材80aを第3の基板処理室40c内に進出させ、第1の搬送部材80aにより第3の基板処理室40cの載置台42cに支持されているウェハW2を支持し、ウェハW2を支持したまま第1の搬送部材80aを第3の基板処理室40c内から退却させ、第3の基板処理室40cのゲートバルブ44cを閉じる。図7のステップS105に示すように、ステップS105が行われた後は、第1の搬送部材80aにはウェハW2が支持されており、第2の搬送部材80bにはウェハW4が支持されており、第1の基板処理室40aにはウェハが支持されておらず、第2の基板処理室40bにはウェハW3が支持されており、第3の基板処理室40cにはウェハが支持されておらず、第1のロードロック室60aにはウェハW1が支持されている。
また、ステップS105が終了するのと略同時に、又はステップS105が終了した後、次のステップS106が開始される前に、第1の基板処理室40aのクリーニング処理を終了する。
次に、ステップS106を行う。ステップS106は、ウェハW4を第2の搬送部材80bにより第1の基板処理室40aへ搬入する工程である。第1の基板処理室40aのクリーニング処理が終了している状態で、第1の基板処理室40aのゲートバルブ44aを開き、ウェハW4を支持したまま第2の搬送部材80bを第1の基板処理室40a内に進出させ、第2の搬送部材80bにより第1の基板処理室40aの載置台42aにウェハW4を支持させ、ウェハを支持していない第2の搬送部材80bを第1の基板処理室40a内から退却させ、第1の基板処理室40aのゲートバルブ44aを閉じる。図2に示すように、ステップS106が行われた後は、第1の搬送部材80aにはウェハW2が支持されており、第2の搬送部材80bにはウェハが支持されておらず、第1の基板処理室40aにはウェハW4が支持されており、第2の基板処理室40bにはウェハW3が支持されており、第3の基板処理室40cにはウェハが支持されておらず、第1のロードロック室60aにはウェハW1が支持されている。
以上のように、ステップS101からステップS106を行うことにより、第1の基板処理室40aの基板をウェハW1からウェハW4に交換する作業を行うことができる。図7に示すように、第1の基板処理室40aから処理済みウェハであるウェハW1を搬出するステップS1から、第1の基板処理室40aへ未処理ウェハであるウェハW4を搬入するステップの直前のステップであるステップS105までの5ステップの間、第1の基板処理室40aのクリーニング処理を行うことができ、その間に搬送装置80は、ウェハW3を第2の基板処理室40bへ搬入し、ウェハW4を第1のロードロック室60aから搬出し、ウェハW1を第1のロードロック室60aへ搬入し、ウェハW2を第3の基板処理室40cから搬出する作業を行うことができる。
その後、ステップS107からステップS112の動作を行うことにより、ウェハW5を第2のロードロック室60bから搬出(ステップS107)して第3の基板処理室40cへ搬入(ステップS110)する作業、ウェハW2を第2のロードロック室60bへ搬入(ステップS108)する作業、ウェハW3を第2の基板処理室40bから搬出(ステップS109)して第1のロードロック室60aへ搬入(ステップS112)する作業、ウェハW6を第1のロードロック室60aから搬出(ステップS111)する作業を行うことができる。図7に示すように、ステップS105からステップS109の5ステップの間、第3の基板処理室40cのクリーニング処理を行うことができる。
また、ステップS107からステップS111の間は、第1の基板処理室40aでウェハW4の基板処理を行うことができる。
なお、第1〜第3の3つの基板処理室40a〜40c、第1、第2の2つのロードロック室60a、60bを使用する場合には、ステップS113以降において、ステップS101からステップS112と同様の動作を繰り返すことができる。すなわち、2つの基板処理室の処理の最小単位は、ステップS101からステップS112の12ステップである。
本変形例でも、実施の形態と同様に、搬送装置が、第1及び第2の搬送部材にウェハを支持させたまま各基板処理室のクリーニング処理が終了するのを待機することがない。従って、従来の方法に比べ、1つの基板処理室におけるウェハ1枚の基板処理に要する時間を短縮することができる。
また、本変形例でも、実施の形態で図6を用いて説明したのと同様に、基板処理室のクリーニング処理を含まない律速時間T1が、従来の基板処理室のクリーニング処理を含む律速時間T0よりも小さい。従って、本変形例に係る基板処理装置のスループットP1は、従来の基板処理装置のスループットP0より大きい。すなわち、基板処理装置全体のスループットを向上させ、搬送装置が本来有するスループットを発揮させることができる。
更に、本変形例でも、搬送装置に本来有するスループットを発揮させた状態で、実施の形態よりも長い間、各基板処理室のクリーニング処理を行うことができる。
(実施の形態の第2の変形例)
次に、図8を参照し、本発明の実施の形態の第2の変形例に係る基板処理装置の基板交換方法について説明する。
本変形例に係る基板処理装置の基板交換方法は、第1の基板処理室のウェハを処理済みウェハから未処理ウェハへ交換する第1の搬出工程と第1の搬入工程との間に、6つの別のステップを行う点で、実施の形態に係る基板処理装置の基板交換方法と相違する。すなわち、実施の形態に係る基板処理装置の基板交換方法において、第1の搬出工程を行った後、第1の搬入工程を行う前に、第2の搬出工程と、第2の搬入工程という2つの別のステップを行うのと相違し、本変形例に係る基板処理装置の基板交換方法では、第1の搬出工程を行った後、第2の搬入工程を行う前に、第4の搬出工程を行い、第2の搬入工程を行った後、第2の搬出工程を行う前に、第4の搬入工程と、第5の搬出工程とを行い、第2の搬出工程を行った後、第1の搬入工程を行う前に、第5の搬入工程を行う。
すなわち、本変形例に係る基板処理装置の基板交換方法では、第1の搬出工程を行った後、第1の搬入工程を行う前に、第4の搬出工程、第2の搬入工程、第4の搬入工程、第5の搬出工程、第2の搬出工程、第5の搬入工程の6つのステップを行う。
また、本変形例に係る基板交換方法を行うことができる基板処理装置は、複数の基板処理室と、複数のロードロック室と、基板を搬送する2つの搬送部材を有し、2つの搬送部材により基板を複数の基板処理室及び複数のロードロック室に搬入出可能な搬送装置と、搬送装置による基板の搬入出を制御する制御部とを備えている。すなわち、図1に示す基板処理装置において、少なくとも2つの基板処理室を備え、少なくとも2つのロードロック室を備えていればよい。また、本変形例では、一例として、3つの基板処理室と2つのロードロック室を備えている場合について説明する。
また、実施の形態と同様に、以下、搬送装置というときは、処理ユニット側搬送装置のことを指すものとする。
図8は、本変形例に係る基板処理装置の基板交換方法における、搬送部材、基板処理室及びロードロック室の支持ウェハの有無並びに基板処理室及びロードロック室の内部の状態を説明するタイムチャートである。
なお、図8に示すタイムチャートでは、上の行から順に、ステップ番号、搬送装置80の第1の搬送部材80aの支持ウェハのウェハ番号、搬送装置80の第2の搬送部材80bの支持ウェハのウェハ番号、第1の基板処理室40aの支持ウェハのウェハ番号、第1の基板処理室40aの状態、第2の基板処理室40bの支持ウェハのウェハ番号、第2の基板処理室40bの状態、第3の基板処理室40cの支持ウェハのウェハ番号、第3の基板処理室40cの状態、第1のロードロック室60aの支持ウェハのウェハ番号、第1のロードロック室60aの状態、第2のロードロック室60bの支持ウェハのウェハ番号、第2のロードロック室60bの状態を表す。
本変形例に係る基板処理装置の基板交換方法の最小単位は、図8に示されるステップS201からステップS208を含む。ステップS201からステップS208のそれぞれは、本発明における第1の搬出工程、第4の搬出工程、第2の搬入工程、第4の搬入工程、第5の搬出工程、第2の搬出工程、第5の搬入工程及び第1の搬入工程の各工程に相当する。
ステップS201は、ウェハW1を第1の搬送部材80aにより第1の基板処理室40aから搬出する工程である。ステップS202は、ウェハW3を第2の搬送部材80bにより第1のロードロック室60aから搬出する工程である。ステップS203は、ウェハW1を第1の搬送部材80aにより第1のロードロック室60aへ搬入する工程である。ステップS204は、ウェハW3を第2の搬送部材80bにより第2の基板処理室40bへ搬入する工程である。ステップS205は、ウェハW2を第1の搬送部材80aにより第3の基板処理室40cから搬出する工程である。ステップS206は、ウェハW4を第2の搬送部材80bにより第2のロードロック室60bから搬出する工程である。ステップS207は、ウェハW2を第1の搬送部材80aにより第2のロードロック室60bへ搬入する工程である。ステップS208は、ウェハW4を第2の搬送部材80bにより第1の基板処理室40aへ搬入する工程である。また、ウェハW1は、本発明における第1の基板に相当し、ウェハW4は、本発明における第2の基板に相当し、ウェハW3は、本発明における第3の基板に相当し、ウェハW2は、本発明における第4の基板に相当する。
ステップS201を開始する前の状態は、図8のステップS200が終了した状態、すなわち、第1の基板処理室40aでウェハW1の基板処理を行った後の状態である。図8のステップS200の列に示すように、第1、第2の搬送部材80a、80bにはウェハが支持されておらず、第1の基板処理室40aには処理済みウェハとしてウェハW1が支持されており、第2の基板処理室40bにはウェハが支持されておらず、第3の基板処理室40cには未処理ウェハとしてウェハW2が支持されており、第1のロードロック室60aには未処理ウェハとしてウェハW3が支持されている。なお、第2のロードロック室60bには、ウェハが支持されていなくてもよく、支持されていてもよい。
最初に、ステップS201を行う。ステップS201は、ウェハW1を第1の搬送部材80aにより第1の基板処理室40aから搬出する工程である。第1の基板処理室40aの基板処理が完了している状態で、第1の基板処理室40aのゲートバルブ44aを開き、第1の搬送部材80aを第1の基板処理室40a内に進出させ、第1の搬送部材80aにより第1の基板処理室40aの載置台42aに支持されているウェハW1を支持し、ウェハW1を支持したまま第1の搬送部材80aを第1の基板処理室40a内から退却させ、第1の基板処理室40aのゲートバルブ44aを閉じる。図8のステップS201の列に示すように、ステップS201が行われた後は、第1の搬送部材80aにはウェハW1が支持されており、第2の搬送部材80bにはウェハが支持されておらず、第1、第2の基板処理室40a、40bにはウェハが支持されておらず、第3の基板処理室40cには処理中のウェハとしてウェハW2が支持されており、第1のロードロック室60aには未処理ウェハとしてウェハW3が支持されている。なお、第2のロードロック室60bには、ウェハが支持されていなくてもよく、支持されていてもよい。
ここで、第1の基板処理室40aのゲートバルブ44aを閉じた後、載置台42aにウェハが支持されていない状態で、第1の基板処理室40aにおいて、クリーニング処理を開始する。実施の形態と同様に、例えば、第1の基板処理室40aに設けられた図示しないプラズマ発生手段を用い、第1の基板処理室40a内にプラズマを発生させ、成膜処理等の基板処理の間に第1の基板処理室40aの内壁に付着した付着物をエッチング除去することによって、クリーニング処理を行うことができる。
次に、ステップS202を行う。ステップS202は、ウェハW3を第2の搬送部材80bにより第1のロードロック室60aから搬出する工程である。第1のロードロック室60aが真空の状態で、第1のロードロック室60aの搬送室50側のゲートバルブ54aを開き、第2の搬送部材80bを第1のロードロック室60a内に進出させ、第2の搬送部材80bにより第1のロードロック室60aの載置台62aに支持されているウェハW3を支持し、ウェハW3を支持したまま第2の搬送部材80bを第1のロードロック室60a内から退却させ、第1のロードロック室60aの搬送室50側のゲートバルブ54aを閉じる。図8のステップS202の列に示すように、ステップ202が行われた後は、第1の搬送部材80aにはウェハW1が支持されており、第2の搬送部材80bにはウェハW3が支持されており、第1、第2の基板処理室40a、40bにはウェハが支持されておらず、第3の基板処理室40cにはウェハW2が支持されており、第1のロードロック室60aにはウェハが支持されておらず、第2のロードロック室60bにはウェハW4が支持されている。
また、ステップS202を行う間、第1の基板処理室40aの内部では、引き続きクリーニング処理が行われている。
次に、ステップS203を行う。ステップS203は、ウェハW1を第1の搬送部材80aにより第1のロードロック室60aへ搬入する工程である。第1のロードロック室60aが真空の状態で、第1のロードロック室60aの搬送室50側のゲートバルブ54aを開き、ウェハW1を支持したまま第1の搬送部材80aを第1のロードロック室60a内に進出させ、第1の搬送部材80aにより第1のロードロック室60aの載置台62aにウェハW1を支持させ、ウェハを支持していない第1の搬送部材80aを第1のロードロック室60a内から退却させ、第1のロードロック室60aの搬送室50側のゲートバルブ54aを閉じる。図8のステップS203の列に示すように、ステップS203が行われた後は、第1の搬送部材80aにはウェハが支持されておらず、第2の搬送部材80bにはウェハW3が支持されており、第1、第2の基板処理室40a、40bにはウェハが支持されておらず、第3の基板処理室40cにはウェハW2が支持されており、第1のロードロック室60aにはウェハW1が支持されており、第2のロードロック室60bにはウェハW4が支持されている。
また、ステップS203を行う間、第1の基板処理室40aの内部では、引き続きクリーニング処理が行われている。
次に、ステップS204を行う。ステップS204は、ウェハW3を第2の搬送部材80bにより第2の基板処理室40bへ搬入する工程である。第2の基板処理室40bのクリーニング処理が終了している状態で、第2の基板処理室40bのゲートバルブ44bを開き、ウェハW3を支持したまま第2の搬送部材80bを第2の基板処理室40bに進出させ、第2の搬送部材80bにより第2の基板処理室40bの載置台42bにウェハW3を載置し、ウェハを支持していない第2の搬送部材80bを第2の基板処理室40bから退却させ、第2の基板処理室40bのゲートバルブ44bを閉じる。図8のステップS204の列に示すように、ステップS204が行われた後は、第1、第2の搬送部材80a、80bにはウェハが支持されておらず、第1の基板処理室40aにはウェハが支持されておらず、第2の基板処理室40bにはウェハW3が支持されており、第3の基板処理室40cにはウェハW2が支持されており、第1のロードロック室60aにはウェハW1が支持されており、第2のロードロック室60bにはウェハW4が支持されている。
また、ステップS204を行う間、第1の基板処理室40aの内部では、引き続きクリーニング処理が行われている。
次に、ステップS205を行う。ステップS205は、ウェハW2を第1の搬送部材80aにより第3の基板処理室40cから搬出する工程である。第3の基板処理室40cの基板処理が完了している状態で、第3の基板処理室40cのゲートバルブ44cを開き、第1の搬送部材80aを第3の基板処理室40c内に進出させ、第1の搬送部材80aにより第3の基板処理室40cの載置台42cに支持されているウェハW2を支持し、ウェハW2を支持したまま第1の搬送部材80aを第3の基板処理室40cから退却させ、第3の基板処理室40cのゲートバルブ44cを閉じる。図8のステップS205の列に示すように、ステップS205が行われた後は、第1の搬送部材80aにはウェハW2が支持されており、第2の搬送部材80bにはウェハが支持されておらず、第1の基板処理室40aにはウェハが支持されておらず、第2の基板処理室40bにはウェハW3が支持されており、第3の基板処理室40cにはウェハが支持されておらず、第1のロードロック室60aにはウェハW1が支持されており、第2のロードロック室60bにはウェハW4が支持されている。
また、ステップS205を行う間、第1の基板処理室40aの内部では、引き続きクリーニング処理が行われている。
次に、ステップS206を行う。ステップS206は、ウェハW4を第2の搬送部材80bにより第2のロードロック室60bから搬出する工程である。第2のロードロック室60bの内部が真空の状態で、第2のロードロック室60bの搬送室50側のゲートバルブ54bを開き、第2の搬送部材80bを第2のロードロック室60b内に進出させ、第2の搬送部材80bにより第2のロードロック室60bの載置台62bに支持されているウェハW4を支持し、ウェハW4を支持したまま第2の搬送部材80bを第2のロードロック室60b内から退却させ、第2のロードロック室60bの搬送室50側のゲートバルブ54bを閉じる。図8のステップS206の列に示すように、ステップS206が行われた後は、第1の搬送部材80aにはウェハW2が支持されており、第2の搬送部材80bにはウェハW4が支持されており、第1の基板処理室40aにはウェハが支持されておらず、第2の基板処理室40bにはウェハW3が支持されており、第3の基板処理室40cにはウェハが支持されておらず、第1のロードロック室60aにはウェハW5が支持されており、第2のロードロック室60bにはウェハが支持されていない。
また、ステップS206を行う間、第1の基板処理室40aの内部では、引き続きクリーニング処理が行われている。
次に、ステップS207を行う。ステップS207は、ウェハW2を第1の搬送部材80aにより第2のロードロック室60bへ搬入する工程である。第2のロードロック室60bの内部が真空の状態で、第2のロードロック室60bの搬送室50側のゲートバルブ54bを開き、ウェハW2を支持したまま第1の搬送部材80aを第2のロードロック室60b内に進出させ、第1の搬送部材80aにより第2のロードロック室60bの載置台62bにウェハW2を支持させ、ウェハを支持していない第1の搬送部材80aを第2のロードロック室60b内から退却させ、第2のロードロック室60bの搬送室50側のゲートバルブ54bを閉じる。図8のステップS207の列に示すように、ステップS207が行われた後は、第1の搬送部材80aにはウェハが支持されておらず、第2の搬送部材80bにはウェハW4が支持されており、第1の基板処理室40aにはウェハが支持されておらず、第2の基板処理室40bにはウェハW3が支持されており、第3の基板処理室40cにはウェハが支持されておらず、第1のロードロック室60aにはウェハW5が支持されており、第2のロードロック室60bにはウェハW2が支持されている。
また、ステップS207が終了するのと略同時に、又はステップS207が終了した後、次のステップS208が開始される前に、第1の基板処理室40aのクリーニング処理を終了する。
次に、ステップS208を行う。ステップS208は、ウェハW4を第2の搬送部材80bにより第1の基板処理室40aへ搬入する工程である。第1の基板処理室40aのクリーニング処理が終了している状態で、第1の基板処理室40aのゲートバルブ44aを開き、ウェハW4を支持したまま第2の搬送部材80bを第1の基板処理室40a内に進出させ、第2の搬送部材80bにより第1の基板処理室40aの載置台42aにウェハW4を支持させ、ウェハを支持していない第2の搬送部材80bを第1の基板処理室40a内から退却させ、第1の基板処理室40aのゲートバルブ44aを閉じる。図8に示すように、ステップS208が行われた後は、第1、第2の搬送部材80a、80bにはウェハが支持されておらず、第1の基板処理室40aにはウェハW4が支持されており、第2の基板処理室40bにはウェハW3が支持されており、第3の基板処理室40cにはウェハが支持されておらず、第1のロードロック室60aにはウェハW5が支持されており、第2のロードロック室60bにはウェハW2が支持されている。
以上のように、ステップS201からステップS208を行うことにより、第1の基板処理室40aの基板をウェハW1からウェハW4に交換する作業を行うことができる。図8に示すように、第1の基板処理室40aから処理済みウェハであるウェハW1を搬出するステップS201から、第1の基板処理室40aへ未処理ウェハであるウェハW4を搬入するステップの直前のステップであるステップ207までの7ステップの間、第1の基板処理室40aのクリーニング処理を行うことができ、その間に搬送装置80は、ウェハW3を第1のロードロック室60aから搬出し、ウェハW1を第1のロードロック室60aへ搬入し、ウェハW3を第2の基板処理室40bへ搬入し、ウェハW2を第3の基板処理室40cから搬出し、ウェハW4を第2のロードロック室60bから搬出し、ウェハW2を第2のロードロック室60bへ搬入する作業を行うことができる。
その後、ステップS209からステップS212を行うことにより、ウェハW3を第2の基板処理室40bから搬出する(ステップS209)等の作業を行うことができる。図8に示すように、ステップS205からステップS211の7ステップの間、第3の基板処理室40cのクリーニング処理を行うことができる。
また、ステップS209からステップS211の間は、第1の基板処理室40aでウェハW4の基板処理を行うことができる。
なお、第1〜第3の3つの基板処理室40a〜40c、第1、第2の2つのロードロック室60a、60bを使用する場合には、ステップS213以降において、ステップS201からステップS212と同様の動作を繰り返すことができる。すなわち、1つの基板処理室の処理の最小単位は、ステップS201からステップS212の12ステップである。
本変形例でも、実施の形態と同様に、搬送装置が、第1及び第2の搬送部材にウェハを支持したまま各基板処理室のクリーニング処理が終了するのを待機することがない。従って、従来の方法に比べ、1つの基板処理室におけるウェハ1枚の基板処理に要する時間を短縮することができる。
また、本変形例でも、実施の形態で図6を用いて説明したのと同様に、基板処理室のクリーニング処理を含まない律速時間T1が、従来の基板処理室のクリーニング処理を含む律速時間T0よりも小さい。従って、本半径例に係る基板処理装置のスループットP1は、従来の基板処理装置のスループットP0より大きい。すなわち、基板処理装置全体のスループットを向上させ、搬送装置が本来有するスループットを発揮させることができる。
更に、本変形例でも、搬送装置に本来有するスループットを発揮させた状態で、実施の形態及び実施の形態の第1の変形例よりも長い間、各基板処理室のクリーニング処理を行うことができる。
以上、本発明の好ましい実施の形態について記述したが、本発明はかかる特定の実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
10 処理ユニット
20 搬送ユニット
30 搬送室
32a、32b カセット台
34a、34b カセット容器
36a、36b ゲートバルブ
37 オリエンタ
40a〜40f 基板処理室
42a〜42f 載置台
44a〜44f ゲートバルブ
50 搬送室
54a、54b ゲートバルブ
60a、60b ロードロック室
62a、62b 載置台
64a、64b ゲートバルブ
70 搬送ユニット側搬送装置
80 処理ユニット側搬送装置(搬送装置)
80a 第1の搬送部材
80b 第2の搬送部材
90 制御部
100 基板処理装置
W、W1〜W6 ウェハ

Claims (8)

  1. 基板処理室と、ロードロック室と、2つの搬送部材により基板を前記基板処理室及び前記ロードロック室に搬入出可能な搬送装置とを備えた基板処理装置における、前記基板処理室で処理する基板の交換を行う基板交換方法において、
    第1の基板を第1の搬送部材により前記基板処理室から搬出する第1の搬出工程と、
    第2の基板を第2の搬送部材により前記基板処理室へ搬入する第1の搬入工程と
    を有し、
    前記第1の搬出工程を行った後、前記第1の搬入工程を行う前に、
    前記第2の基板を前記第2の搬送部材によりロードロック室から搬出する第2の搬出工程と、
    前記第1の基板を前記第1の搬送部材によりロードロック室へ搬入する第2の搬入工程と
    を行うことを特徴とする基板交換方法。
  2. 前記第2の搬入工程において、前記第2の搬出工程を行った後、前記第2の搬出工程で前記第2の基板を搬出したロードロック室へ前記第1の基板を搬入することを特徴とする請求項1に記載の基板交換方法。
  3. 前記基板処理装置は、複数の基板処理室を備え、
    前記第1の搬出工程を行った後、前記第2の搬出工程を行う前に、第3の基板を前記第2の搬送部材により第2の基板処理室へ搬入する第3の搬入工程と、
    前記第2の搬入工程を行った後、前記第1の搬入工程を行う前に、第4の基板を前記第1の搬送部材により第3の基板処理室から搬出する第3の搬出工程と
    を行うことを特徴とする請求項2に記載の基板交換方法。
  4. 前記基板処理装置は、複数のロードロック室を備え、
    前記第2の搬入工程において、前記第1の基板を第1のロードロック室へ搬入し、
    前記第2の搬出工程において、前記第2の搬入工程を行った後、前記第2の基板を第2のロードロック室から搬出することを特徴とする請求項1に記載の基板交換方法。
  5. 前記基板処理装置は、複数の基板処理室を備え、
    前記第1の搬出工程を行った後、前記第2の搬入工程を行う前に、
    第3の基板を前記第2の搬送部材により前記第1のロードロック室から搬出する第4の搬出工程を行い、
    前記第2の搬入工程を行った後、前記第2の搬出工程を行う前に、
    前記第3の基板を前記第2の搬送部材により第2の基板処理室へ搬入する第4の搬入工程と、
    第4の基板を前記第1の搬送部材により第3の基板処理室から搬出する第5の搬出工程とを行い、
    前記第2の搬出工程を行った後、前記第1の搬入工程を行う前に、
    前記第4の基板を前記第1の搬送部材により前記第2のロードロック室に搬入する第5の搬入工程を行うことを特徴とする請求項4に記載の基板交換方法。
  6. 基板処理室と、
    ロードロック室と、
    基板を搬送する2つの搬送部材を有し、該2つの搬送部材により基板を前記基板処理室及び前記ロードロック室に搬入出可能な搬送装置と、
    前記搬送装置による基板の搬入出を制御する制御部と
    を備えた基板処理装置において、
    前記制御部は、
    第1の基板を第1の搬送部材により前記基板処理室から搬出した後、第2の基板を第2の搬送部材により前記基板処理室へ搬入する前に、
    前記第2の基板を前記第2の搬送部材により前記ロードロック室から搬出し、次に、前記第1の基板を前記第1の搬送部材により前記ロードロック室へ搬入するように、
    前記搬送装置による基板の搬入出を制御することを特徴とする基板処理装置。
  7. 複数の基板処理室と、
    ロードロック室と、
    基板を搬送する2つの搬送部材を有し、該2つの搬送部材により基板を前記複数の基板処理室及び前記ロードロック室に搬入出可能な搬送装置と、
    前記搬送装置による基板の搬入出を制御する制御部と
    を備えた基板処理装置において、
    前記制御部は、
    第1の基板を第1の搬送部材により第1の基板処理室から搬出した後、第2の基板を第2の搬送部材により前記第1の基板処理室へ搬入する前に、
    第3の基板を前記第2の搬送部材により第2の基板処理室へ搬入し、次に、前記第2の基板を前記第2の搬送部材により前記ロードロック室から搬出し、次に、前記第1の基板を前記第1の搬送部材により前記ロードロック室へ搬入し、次に、第4の基板を前記第1の搬送部材により第3の基板処理室から搬出するように、
    前記搬送装置による基板の搬入出を制御することを特徴とする基板処理装置。
  8. 複数の基板処理室と、
    複数のロードロック室と、
    基板を搬送する2つの搬送部材を有し、該2つの搬送部材により基板を前記複数の基板処理室及び前記複数のロードロック室に搬入出可能な搬送装置と、
    前記搬送装置による基板の搬入出を制御する制御部と
    を備えた基板処理装置において、
    前記制御部は、
    第1の基板を第1の搬送部材により第1の基板処理室から搬出した後、第2の基板を第2の搬送部材により前記第1の基板処理室へ搬入する前に、
    第3の基板を前記第2の搬送部材により第1のロードロック室から搬出し、次に、前記第1の基板を前記第1の搬送部材により前記第1のロードロック室へ搬入し、次に、前記第3の基板を前記第2の搬送部材により第2の基板処理室へ搬入し、次に、第4の基板を前記第1の搬送部材により第3の基板処理室から搬出し、次に、前記第2の基板を前記第2の搬送部材により第2のロードロック室から搬出し、次に、前記第4の基板を前記第1の搬送部材により前記第2のロードロック室に搬入するように、
    前記搬送装置による基板の搬入出を制御することを特徴とする基板処理装置。
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