JP5358366B2 - 基板処理装置及び方法 - Google Patents

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Description

本発明は、半導体ウェハ、液晶用基板、有機ＥＬ素子等の基板に真空処理を施す基板処理装置及び方法に関する。
半導体デバイスやＦＰＤ（Flat Panel Display）の製造にあたり、半導体ウェハ（以下、単にウェハという）や液晶用基板等には、成膜、エッチング、酸化、拡散等の各種の処理が施される。これらの処理を高いスループットで行うために、マルチチャンバシステムと呼ばれる基板処理装置が用いられている。
このような基板処理装置の一例として、図９に示すように、複数のウェハが収納される運搬容器であるフープ（Front Opening Unified Pod）が載置されるフープ載置台１と、ウェハＷを搬送する搬送アーム５を有し、真空雰囲気にあるトランスファーモジュール２（Transfer Module：ＴＭ）と、当該トランスファーモジュール２の周囲に配置され、真空雰囲気にてウェハＷに所定の処理を施す複数のプロセスモジュール３（Process Module：ＰＭ）と、ウェハＷを搬送する搬送アームを備えた主搬送ユニットを有し、常圧雰囲気にあるローダーモジュール４（Loader Module：ＬＭ）と、ローダーモジュール４及びトランスファーモジュール２の間に配置され、真空雰囲気と常圧雰囲気とに切り替え可能な２つのロードロックモジュール６ａ，６ｂ（Load Lock Module：ＬＬＭ）と、ローダーモジュール４に隣接して設けられ、ウェハＷの方向をプリアライメントする図示しないオリエンタ（ＯＲＴ）と、を備えるものが知られている。
この基板処理装置におけるウェハの搬送経路は、例えば以下のとおりである。フープ載置台１に載置されている未処理のウェハＷは、ＬＭ４→ＯＲＴ→ＬＬＭ６ａ→ＴＭ２→ＰＭ３とこの順に搬送される。そして、プロセスモジュール３にて所定の処理ガス雰囲気下で例えばエッチング処理が施された後、処理済みのウェハＷはＴＭ２→ＬＬＭ６ｂ→ＬＭ４→フープ載置台１とこの順に搬送される。
近年、使用するプロセスガスの種類によっては、処理済みのウェハＷがローダーモジュール４に戻ってきた際に空気中の水分と反応し、その周辺に腐食性ガスを放出してしまうという問題が発生することがある。また、腐食性ガスを生成させる反応が一定時間継続することから、戻ったフープ内で腐食性ガスが未処理のウェハを汚染させるという問題が発生することもある。その一例を示すと、プロセスモジュール３では、例えばＨＢｒガスやＣｌ２ガスなどの処理ガスをプラズマ化し、ウェハＷ上に形成されたポリシリコン膜へのエッチングを行う場合がある。この場合、エッチング処理に伴う生成物（臭化ケイ素や塩化ケイ素等）がウェハＷ上に残る。近年、ウェハＷのデザインルールがより微細化し、パターンの線幅も狭くなっているので、ウェハＷ上に形成された構造の間等に副生成物が残りやすくなっている。このウェハＷを常圧雰囲気にあるローダーモジュール４に搬入すると、臭化ケイ素や塩化ケイ素等と大気中の水分とが反応して臭化水素や塩化水素等の腐食性ガスとなって飛散したり、これらの腐食性ガスがさらに大気中に微量に存在するアンモニアと反応して臭化アンモニウムや塩化アンモニウム等の微粒子となったりしてローダーモジュール４内に拡散する。
上述の問題を解決するために、図９に示すように、基板処理装置には処理済みのウェハを常圧雰囲気にて一時的に保管するパージストレージ７が搭載される。処理済みのウェハＷが大気と反応することにより生成する腐食性ガスをパージストレージ７で取り除くことができるので、フープに戻ったウェハから腐食性ガスが放出するのを防止することができる。
しかし、処理済みのウェハＷをロードロックモジュール６ｂからパージストレージ７に搬送するとき、ウェハＷがローダーモジュール４を通過する。ローダーモジュール４は常圧雰囲気下でウェハＷを搬送する部屋であるので、ウェハＷがローダーモジュール４に入った瞬間にウェハＷから腐食性ガスが放出する恐れがある。その結果、ローダーモジュール４の金属部分、例えば搬送室の壁部や搬送ユニットが腐食し、その腐食部分が例えば機械の運動により擦れて金属汚染を引き起こす。これを防止するため、ローダーモジュール４には、排気強化、搬送室の壁部の表面処理（テフロン（登録商標）コーティングやアルマイト加工）、耐食材料の選定等の大掛かりな腐食対策が施される。
この大掛かりな腐食対策は、ローダーモジュールのコストアップを招く。近年の基板処理装置には、ローコスト、信頼性向上、安全強化、維持費低減等が要請されているところ、ローダーモジュールには、腐食対策をなくせる、又は軽減できることが望まれている。腐食性ガスによるローダーモジュールへの影響を低減するために、特許文献１には、ロードロックモジュールに隣接してパージストレージを配置し、ローダーモジュールの主搬送ユニットによって、ロードロックモジュールからパージストレージへ処理済みの基板を搬送する基板処理装置が開示されている。
特開２００８−５３５５０号公報
しかし、特許文献１に記載の基板処理装置にあっては、主搬送ユニットの一部（例えばウェハを搬送する搬送アームユニット）が腐食性ガスに触れるし、パージストレージで発生した腐食性ガスがローダーモジュールに流れ込おそれがあるので、完全な腐食対策とはいえない。しかも、ローダーモジュールに配置される一つの主搬送ユニットが、ウェハをロードロックモジュールからパージストレージに搬送する作業と、ウェハをパージストレージからフープ載置台に戻す作業を負担するので、スループットが低減するという問題もある。
そこで本発明は、ローダーモジュールに大掛かりな腐食対策をする必要がなく、またスループットも低減することのない基板処理装置及び方法を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明の一態様は、複数の基板を収納する運搬容器が載置される載置台と、基板に対して減圧雰囲気にて処理を施す減圧処理室と、前記減圧処理室との間で基板が受け渡され、減圧雰囲気と常圧雰囲気とに切り替え可能なロードロック室と、前記運搬容器に収納された基板を前記載置台から前記ロードロック室に常圧雰囲気中で搬送する主搬送ユニットを有する大気搬送室と、処理済みの基板を前記減圧雰囲気よりも高い圧力雰囲気中に保持するストレージと、を備える基板処理装置において、前記ロードロック室から前記ストレージまで前記常圧搬送室を通過させることがなく処理済みの基板を搬送するための迂回経路を設け、前記迂回経路に前記ロードロック室から前記ストレージまで処理済みの基板を搬送する副搬送ユニットを配置し、前記常圧搬送室の前記主搬送ユニットによって前記ストレージから前記載置台の前記運搬容器まで処理済みの基板を搬送し、前記ストレージには、上下方向に複数の処理済みの基板を収納する複数の収納部を有すると共に、複数の収納部に収納された複数の基板を上昇及び／又は下降させる基板可動機構が設けられ、前記副搬送ユニットは、一定の高さに上昇又は下降した前記基板可動機構の収納部に処理済みの基板を渡し、前記ストレージの前記基板可動機構は、無端状のベルトと、このベルトに一定の間隔を空けて取り付けられ、複数の基板を支持するための複数の支持部と、前記ベルトが掛け渡され、前記ベルトを循環させるベルト車と、を有し、前記ベルトを循環させることによって、前記複数の支持部を上下方向に移動させると共に、上下方向の一端まで移動した支持部を上下方向の他端に戻す基板処理装置である。
本発明の他の態様は、載置台の運搬容器に収納された未処理の基板を、常圧搬送室の主搬送ユニットによって前記載置台から常圧雰囲気のロードロック室に搬送する工程と、前記ロードロック室から減圧処理室に未処理の基板を搬送し、減圧処理室にて基板に対して処理を施す工程と、前記減圧処理室から減圧雰囲気のロードロック室に処理済みの基板を搬送する工程と、前記ロードロック室内の雰囲気を減圧雰囲気から常圧雰囲気に切り替える工程と、前記ロードロック室からストレージに処理済みの基板を搬送する工程と、前記ストレージにて処理済みの基板を前記減圧雰囲気よりも高い圧力雰囲気中に保持する工程と、前記常圧搬送室の主搬送ユニットによって前記ストレージから前記載置台の前記運搬容器に処理済みの基板を搬送する工程と、を備える基板処理方法において、前記ロードロック室から前記ストレージまで処理済みの基板を迂回させる迂回経路の副搬送ユニットによって、前記ロードロック室から前記ストレージまで前記常圧搬送室を通過させることがなく処理済みの基板を搬送する工程と、前記常圧搬送室の前記主搬送ユニットによって、前記ストレージから前記載置台の前記運搬容器に処理済みの基板を戻す工程と、を設け、前記ストレージには、上下方向に複数の処理済みの基板を収納する複数の収納部を有すると共に、複数の収納部に収納された複数の基板を上昇及び／又は下降させる基板可動機構が設けられ、前記副搬送ユニットは、一定の高さに上昇又は下降した前記基板可動機構の収納部に処理済みの基板を渡し、前記ストレージの前記基板可動機構は、無端状のベルトと、このベルトに一定の間隔を空けて取り付けられ、複数の基板を支持するための複数の支持部と、前記ベルトが掛け渡され、前記ベルトを循環させるベルト車と、を有し、前記ベルトを循環させることによって、前記複数の支持部を上下方向に移動させると共に、上下方向の一端まで移動した支持部を上下方向の他端に戻す基板処理方法である。
本発明によれば、ロードロック室からストレージまでの間に処理済みの基板が常圧搬送室を通過することがない迂回経路を付加したので、常圧搬送室に大掛かりな腐食対策をする必要がなくなる。しかも、主搬送ユニットの作業を迂回経路の副搬送ユニットに分担させ、迂回経路の副搬送ユニットと常圧搬送室の主搬送ユニットとを並行して動作させることができるようになるので、スループットを向上させることができる。
本発明の第一の実施形態における基板処理装置の概略平面図 上記基板処理装置の概略斜視図 本発明の第二の実施形態における基板処理装置の概略斜視図 本発明の第三の実施形態における基板処置装置の概略斜視図 本発明の第三の実施形態における基板処置装置のパージストレージの概略平面図 ウェハが支持されるベルトユニットの斜視図 ベルトユニットの支持部の先端部を示す断面図 清浄空気の流れ方向とウェハの移動方向とを反対にした例を示すパージストレージの概略断面図 従来の基板処理装置の概略平面図
以下、添付図面を参照して、本発明の第一の実施形態における搬送モジュールを説明する。図１は第一の実施形態における基板処理装置の概略平面図であり、図２は概略斜視図である。図１において、１１は処理基板である半導体ウェハ（以下、ウェハＷという。）を一枚ずつ搬送して所定の処理を施す枚葉式の基板処理装置である。この基板処理装置１１は、平面略五角形のトランスファーモジュール（ＴＭ）１２と、トランスファーモジュール１２の一方の縦側面（図１中のＹ軸方向）に配置された２つのプロセスモジュール（ＰＭ）１３ａ，１３ｂと、トランスファーモジュール１２の他方の縦側面（図１中のＹ軸方向）に配置された２つのプロセスモジュール１３ｃ，１３ｄと、トランスファーモジュール１２の一方の横側斜面（図１中のＸ軸方向）に配置された２つのロードロックモジュール（ＬＬＭ）１４ａ，１４ｂと、ロードロックモジュール１４ａとロードロックモジュール１４ｂとに並ぶようにして設けられた常圧搬送室としてのローダーモジュール１５と、を備えている。なお、ロードロックモジュール１４ａは入専用のロードロック室に相当し、ロードロックモジュール１４ｂは、出専用のロードロック室に相当する。
減圧処理室としてのプロセスモジュール１３ａ〜１３ｄは、ウェハＷを載置するためのウェハ載置台１６と、プラズマ発生用の電極と、処理ガス例えば臭化水素（ＨＢｒ）ガスを供給するための処理ガス供給部と、を備える。電極に高周波電力を印加することによって処理ガスをプラズマ化し、このプラズマによりウェハＷ上に形成された例えばポリシリコン膜をエッチングするエッチング処理等を行う。
トランスファーモジュール１２とプロセスモジュール１３ａ〜１３ｄとの連結部分にはゲートバルブがそれぞれ設けられている。またトランスファーモジュール１２には、水平旋回可能でかつ半径方向ないし水平方向に伸縮可能なスカラー式やフロッグレッグ式の多関節型の搬送アームユニット１７が設けられている。この搬送アームユニット１７は、各プロセスモジュール１３ａ〜１３ｄとロードロックモジュール１４ａ，１４ｂとの間においてウェハＷを搬送する。
ローダーモジュール１５は、横方向に長尺の箱状をなす。ローダーモジュール１５の内部には、主搬送ユニット１８が配置される。主搬送ユニット１８は、ローダーモジュール１５内に長手方向に配置したガイドレール１９に沿って往復移動可能なＸ軸移動部と、このＸ軸移動部上に昇降可能に設けられたＺ軸移動部を介して水平旋回可能な旋回台２０と、当該旋回台２０上に設けられ半径方向ないし水平方向へ伸縮可能な多関節型アーム２１と、を有する。この多関節型アーム２１のウェハ保持部は例えばフォーク状に形成されており、ウェハＷの下面周縁部を支持するようになっている。ローダーモジュール１５には３つのフープ載置台２２ａ〜２２ｃが搭載される。ローダーモジュール１５の３つのフープ載置台２２ａ〜２２ｃに対応する前面部にはウェハＷの投入口としての３つのウェハ搬出入口が形成されている。
ローダーモジュール１５の天井部にはファンとフィルタとを組み合わせたファンフィルタユニット（ＦＦＵ）が取り付けられると共に、床面には排気ファンユニットが設置されている。排気ファンユニットは除害装置を備えた工場排気系に接続されており、ＦＦＵと排気ファンユニットとの間に清浄空気の下降気流が形成されるようになっている。
ローダーモジュール１５の前面側には、ウェハ搬出入口を介して複数例えば２５枚のウェハＷが収納された運搬容器であるフープ（Front Opening Unified Pod）を載置するフープ載置台２２ａ〜２２ｃがそれぞれ配置されている。またローダーモジュール１５の長さ方向の端部（図１中の右側面部）には、フープ載置台２２ａ〜２２ｃからローダーモジュール１５内に搬入されたウェハＷの位置をプリアライメントするオリエンタ（ＯＲＴ）（図示せず）が配置されている。
ロードロックモジュール１４ａ，１４ｂはローダーモジュール１５の背面部とトランスファーモジュール１２との間に介在される。ロードロックモジュール１４ａ，１４ｂとトランスファーモジュール１２との連結部分にはゲートバルブＧ１，Ｇ２がそれぞれ設けられている。ロードロックモジュール１４ａ，１４ｂは、ウェハＷを載置するためのウェハ載置台２３ａ，２３ｂを有すると共に、当該ロードロックモジュール１４ａ，１４ｂ内の圧力を所定の真空雰囲気と常圧雰囲気例えば窒素ガスによる常圧雰囲気との間で切り替えることができるように構成されている。
ロードロックモジュール１４ａ，１４ｂは入専用のロードロックモジュール１４ａと出専用のロードロックモジュール１４ｂとに分けられる。入専用のロードロックモジュール１４ａはローダーモジュール１５に連結されており、これらの連結部分にはゲートバルブＧ３が設けられている。一方、出専用のロードロックモジュール１４ｂはローダーモジュール１５に連結されておらず、迂回経路２４に連結される。出専用のロードロックモジュール１４ｂと迂回経路２４との接続部分にはゲートバルブＧ４が設けられている。出専用のロードロックモジュール１４ｂには、処理済みのウェハＷを冷却するためのクーリングステージが設けられる。クーリングステージには冷媒を流す流路が形成される。
ローダーモジュール１５の長さ方向の端面壁には、ストレージであるパージストレージ２６が搭載される。このパージストレージ２６は、処理済みのウェハＷが常圧雰囲気に触れることによって生成する腐食性ガスを飛散させる。
図２に示すように、パージストレージ２６と迂回経路２４との接続部分には搬入口３２が形成され、パージストレージ２６とローダーモジュール１５との接続部分には搬出口３３が形成される。搬入口３２及び搬出口３３は、固定棚３１に上下方向に収納された複数のウェハＷを搬出入できるように縦長に形成される。この縦長の搬入口及び搬出口には、パージストレージ２６の内部を機密にするゲートバルブが設けられている。パージストレージ２６の壁部には、テフロン（登録商標）コーティング、アルマイト処理等の表面処理、又は耐食材料の選定等の腐食対策が施される。またパージストレージ２６の床面には、排気装置としての排気ファンユニット３４が接続されており、排気ファンユニット３４は除害装置を備えた工場排気系に接続されている。パージストレージ２６は、ローダーモジュール１５側から搬出口３３を介して流入する清浄空気を、排気ファンユニット３４を介して工場排気系へ排気するようになっている。なお、パージストレージ２６の天井部には、ファンとフィルタとを組み合わせたファンフィルタユニット（ＦＦＵ）が取り付けられ、パージストレージ２６の天井部のＦＦＵと排気ファンユニット３４との間に清浄空気の下降気流が形成されてもよい。
パージストレージ２６の内部には、上下方向に複数のウェハＷを収納する固定棚３１が配置されている。固定棚３１には、上下方向にウェハＷを収納する複数の収納部が形成される。固定棚３１は、例えばパージストレージ２６の床面に敷設された基台と、この基台から立設する複数本の支柱と、複数本の支柱のそれぞれに上下方向に一定の間隔をおいて配列される支持部と、から構成される。
迂回経路２４は出専用のロードロックモジュール１４ｂからパージストレージ２６に処理済みのウェハＷを搬送するための部屋であり、出専用のロードロックモジュール１４ｂ及びパージストレージ２６に接続される。迂回経路２４と出専用のロードロックモジュール１４ｂとの連結部分には水平方向に細長いスリット状の搬入口３９が形成され、この搬入口３９は上記ゲートバルブＧ４によって開閉される。迂回経路２４とパージストレージ２６との接続部分には搬出口（パージストレージ２６の搬入口３２）が形成され、この搬出口は図示しないゲートバルブによって開閉される。迂回経路２４の壁部には、テフロン（登録商標）コーティング、アルマイト処理等の表面処理、又は耐食材料の選定等の腐食対策が施される。迂回経路２４の内部は大気によって常圧近辺の圧力に保持されている。なお、迂回経路２４にファンフィルタユニット（ＦＦＵ）及び排気ファンユニットを設け、一定の風速で正常空気を流すようにしてもよい。
迂回経路２４には、処理済みのウェハＷを出専用のロードロックモジュール１４ｂからパージストレージ２６に搬送する副搬送ユニット３６が配置される。この副搬送ユニット３６は、ウェハＷを上下動させる上下駆動軸３６ａと、上下駆動軸３６ａの上端部に設けられ、水平旋回可能であり、かつ半径方向ないし水平方向へ伸縮可能な多関節型のアーム搬送機構３６ｂと、を有する。このアーム搬送機構３６ｂのウェハ保持部は例えばフォーク状に形成されており、ウェハＷの下面周縁部を支持するようになっている。
基板処理装置１１は制御部を備えている。制御部は、例えばコンピュータからなり、主搬送ユニット１８、副搬送ユニット３６、ゲートバルブＧ１〜Ｇ４等の動作シーケンスと、プロセスモジュール１３ａ〜１３ｄで行われる真空処理のシーケンス等をコンピュータのプログラムにより制御するように構成されている。なお、このプログラムは、例えばハードディスク、フレキシブルディスク、コンパクトディスク、マグネットオプティカルディスク（ＭＯ）、メモリーカード等の記憶媒体に格納され、これら記憶媒体から制御部にダウンロードされる。
次に上述した基板処理装置１１の動作について説明する。先ず、外部からウェハＷを収納したフープが例えばフープ載置台２２ａに載置されると、フープの蓋体が外されてウェハ搬出入口を介して主搬送ユニット１８により未処理のウェハＷが取り出され、ローダーモジュール１５内に搬入される。そして未処理のウェハＷはローダーモジュール１５内を通ってオリエンタに搬送され、当該オリエンタにてウェハＷの位置のアライメントが行われる。続いて主搬送ユニット１８によってオリエンタからウェハＷが取り出され、当該ウェハＷはローダーモジュール１５内を通って入専用のロードロックモジュール１４ａに搬送される。
続いて入専用のロードロックモジュール１４ａのウェハ載置台２３ａに未処理のウェハＷが載置されると、ロードロックモジュール１４ａ内が常圧雰囲気から真空雰囲気に切り替えられる。ロードロックモジュール１４ａ内の未処理のウェハＷは搬送アームユニット１７により取り出され、トランスファーモジュール１２内に搬入される。そして未処理のウェハＷはトランスファーモジュール１２内を通って例えばプロセスモジュール１３ａに搬送され、当該プロセスモジュール１３ａにてプラズマ処理である例えばエッチング処理が施される。
ウェハの処理が終わった後、搬送アームユニット１７によってプロセスモジュール１３ａから処理済みのウェハＷが取り出され、当該ウェハＷはトランスファーモジュール１２を通って出専用のロードロックモジュール１４ｂに搬送される。続いて図示しない不活性ガス供給源から例えば窒素ガスをロードロックモジュール１４ｂ内に取り込み、ロードロックモジュール１４ｂ内を真空雰囲気から常圧雰囲気に切り替える。ロードロックモジュール１４ｂの内部は窒素ガスで充満されるので、常圧に戻されたロードロックモジュール１４ｂ内で腐食性ガスが発生することはない。その後、ゲートバルブＧ４を開き、副搬送ユニット３６によって出専用のロードロックモジュール１４ｂから処理済みのウェハＷを取り出してパージストレージ２６に搬送する。
図２を参照して、副搬送ユニット３６によって出専用のロードロックモジュール１４ｂからパージストレージ２６に処理済みのウェハＷが搬送される様子を説明する。処理済みのウェハＷは出専用のロードロックモジュール１４ｂ内においてクーリングステージから僅かにせり上がったリフトピンに支持されている。迂回経路２４内の副搬送ユニット３６は、アーム搬送機構３６ｂのウェハ保持部を半径方向に伸長させ、リフトピンに支持されたウェハＷの下側にウェハ保持部を差し込む。その後、ウェハ保持部を上昇させ、ウェハＷをロードロックモジュールのリフトピンから受け取る。次に副搬送ユニット３６は、ウェハＷを迂回経路２４内に引き込み、アーム搬送機構３６ｂを水平旋回させてパージストレージ２６の方向に向ける。次に副搬送ユニット３６は、上下駆動軸３６ａを駆動してアーム搬送機構３６ｂを固定棚３１の空の収納部の高さレベルまで上昇又は下降させる。副搬送ユニット３６がアーム搬送機構３６ｂを上下動させている間にパージストレージ２６の搬入口３２のゲートバルブが開けられる。その後、副搬送ユニット３６は、アーム搬送機構３６ｂを半径方向に伸長させ、所定の高さレベルの収納部にウェハＷを渡す。
次にパージストレージ２６におけるウェハＷの処理について述べる。パージストレージ２６内は、排気ファンユニット３４により常時排気されており、その負圧によりパージストレージ２６の搬出口３３を通じてローダーモジュール１５内の大気が流入する。ここで、パージストレージ２６の天井部にファンフィルタユニットが取り付けられた場合、パージストレージ２６の天井部からの大気が流入することになる。ウェハＷには、プラズマエッチング処理されることで例えば臭化ケイ素、臭化シリコン、塩化ケイ素等が付着しており、これらが大気中の水分と反応して臭化水素ガスや塩化水素ガスを生成し、またこの臭化水素ガスが大気中の微量なアンモニアと反応して臭化アンモニウムの微粒子を生成する。腐食性ガスである臭化水素ガスと前記微粒子とは排気流に乗って排気ファンユニット３４から排気される。パージストレージ２６でのウェハＷの処理中に腐食性ガスがロードロックモジュール１４ｂやローダーモジュール１５に流出するのを防止するために、ウェハＷの通過時以外は搬入口３２及び搬出口３３のゲートバルブが閉じられ、パージストレージ２６内の機密が保持される。
ウェハＷから生成物を除去するためには、パージストレージ２６の常圧雰囲気中にできるだけ長い間ウェハＷを置く必要がある。固定棚３１の収納部の数はパージストレージ２６中にウェハＷを置く時間によって決定される。収納部の数を多くすればするほどパージストレージ２６中にウェハＷを置く時間を長くとれる。
主搬送ユニット１８は、ストレージ２６によって生成物が除去されたウェハＷを例えばフープ載置台２２ａ上のフープ内に戻し、更に例えば次のウェハＷを当該フープから受け取ってロードロックモジュール１４ａに搬送する。
上述の実施の形態によれば、プラズマによるエッチング等の処理を行ったウェハＷを出専用のロードロックモジュール１４ｂから迂回経路２４を経由してパージストレージ２６に搬送している。そして、パージストレージ２６内にて処理済みのウェハＷを常圧雰囲気に置き、処理済みのウェハＷと大気成分とを反応させて腐食性ガスを飛散させ、その後、当該ウェハＷをローダーモジュール１５内に搬送している。腐食性ガスを発生しているウェハＷがローダーモジュール１５に搬送されることがないので、ローダーモジュール１５内に大掛かりな腐食対策をする必要がなくなる。ウェハＷの通過時以外はパージストレージ２６のゲートバルブを閉じるようにすることで、パージストレージ２６からローダーモジュール１５に腐食性ガスが漏れるのを防止できる。
しかも、主搬送ユニット１８の作業を迂回経路２４の副搬送ユニット３６に分担させ、副搬送ユニット３６と主搬送ユニット１８とを並行して動作させることができるので、スループットを向上させることができる。すなわち、副搬送ユニット３６が出専用のロードロックモジュール１４ｂからパージストレージ２６まで処理済みのウェハＷを搬送している最中に、主搬送ユニット１８がパージストレージ２６からフープ台まで処理済みのウェハＷを搬送することができる。
さらに、プロセスモジュール１３ａ〜１３ｄでのプロセス時間がゆらぎ、プロセスモジュール１３ａ〜１３ｄから出専用のロードロックモジュール１４ｂにウェハＷが搬出される時間がばらついたときには、パージストレージ２６をプロセス時間のバッファとして機能させることができ、プロセス時間のゆらぎとは無関係に主搬送ユニット１８を周期的に動作させることができる。
図３は、本発明の第二の実施形態における基板処理装置の概略斜視図を示す。この第二の実形態における基板処理装置においては、迂回経路４１、迂回経路４１に配置される副搬送ユニット４４及びパージストレージ４２の構成が第一の実施形態における基板処理装置と異なっている。ローダーモジュール１５、ロードロックモジュール１４ａ，１４ｂ、トランスファーモジュール１２の構成については第一の実施形態における基板処理装置と同一なので、同一の符号を附してその説明を省略する。
この実施形態においては、ローダーモジュール１５からパージストレージ４２に腐食性ガスで汚染された空気がなるべく流出しないように、パージストレージ４２の搬出口４５の開口が水平方向に長いスリット状に形成されている。同様の理由でパージストレージ４２の搬入口４６の開口も水平方向に長いスリット状に形成されている。パージストレージの搬入口４６及び搬出口４５を開閉するゲートバルブには、スリット状の開口に対応したシール面が形成されている。
迂回経路４１に配置される副搬送ユニット４４には、第一の実施形態における基板処理装置１１と異なり、ウェハＷを上下方向に移動させる上下駆動軸が設けられていない。その替わりに、パージストレージ４２に複数のウェハＷを上昇及び下降させる基板可動機構４８が設けられる。基板可動機構４８は、複数のウェハＷを上下方向に収納するカセット４７と、当該カセット４７を上昇及び下降させるカセット駆動軸と、を備える。カセット４７には、上下方向に複数のウェハ収納部が形成される。カセット４７のウェハ収容部は、迂回経路４１側及びローダーモジュール１５側の２方向からアクセスできるようになっている。なお、この実施形態の副搬送ユニット４４は、ロードロックモジュール１４ｂから処理済みのウェハＷを受け取れる程度にアーム搬送機構を上下動させることはできる。
副搬送ユニット４４とパージストレージ４２の基板可動機構４８との間のウェハＷの受け渡しは以下のとおりである。まず、基板可動機構４８は、カセット４７の収納部をパージストレージ４２の搬入口４６の高さまで上昇又は下降させる。その間、副搬送ユニット４４は、出専用のロードロックモジュール１４ｂからウェハＷを受け取り、受け取ったウェハＷを搬入口４６を通過させてカセット４７の収納部に収納する。
パージストレージ４２の基板可動機構４８と主搬送ユニット１８との間のウェハＷの受け渡しは以下のとおりである。まず、基板可動機構４８は、カセット４７の収納部をパージストレージ４２の搬出口４５の高さまで上昇又は下降させる。その間、主搬送ユニット１８は、カセット４７の収納部からウェハＷを受け取る動作を進め、受け取ったウェハＷを搬出口４５を通過させてローダーモジュール１５内に搬送する。
この実施形態の基板処理装置によれば、副搬送ユニット４４又は主搬送ユニット１８がパージストレージ４２にウェハＷを出し入れする動作と、基板可動機構４８がカセットを上昇又は下降させる動作とを並行して進めることができるので、スループットを向上させることができる。
図４は、本発明の第三の実施形態における基板処置装置の概略斜視図を示す。この実施形態のパージストレージ５２にも、複数のウェハＷを下降させる基板可動機構５３が設けられる。パージストレージ５２には、最上部のウェハＷに対応する位置にスリット状の搬入口５４が形成され、最下部のウェハＷに対応する位置にスリット状の搬出口５５が形成されている。
図５のパージストレージ５２の平面図に示すように、基板可動機構５３は、ウェハＷの周方向に９０度の均等間隔を空けて配置される４つのベルトユニット５３ａ〜５３ｄから構成される。４つのベルトユニット５３ａ〜５３ｄは、副搬送ユニット４４及び主搬送ユニット１８によるウェハＷの出し入れ可能なように間隔を空けて配置される。
図６のベルトユニットの斜視図に示すように、各ベルトユニット５３ａ〜５３ｄは、無端状のベルト５６と、このベルト５６に一体の間隔を空けて取り付けられる櫛状の支持部５７と、無端状のベルト５６が架け渡される複数のベルト車５８と、を備える。櫛状の支持部５７はウェハＷの中心に向かって突出し、その先端部でウェハＷを支持する。図７に示すように、櫛状の支持部５７の先端部には、エラストマ等のウェハ接触部５９が取り付けられる。ウェハ接触部５９とウェハＷとの間に働く摩擦によってウェハＷを支持する。ベルト５６の材質には耐食性のある樹脂材料が用いられる。ベルト車５８を一方向に回転駆動し、ベルト５６を循環させることにより、複数の支持部５７に支持された複数のウェハＷを下降させることでき、またベルト５６の下端まで移動した支持部５７を裏側に回し、ベルト５６の上端まで戻すことができる。
この実施形態の基板処理装置によれば、第二の実施形態のようにカセット４７を上下動させる場合に比べて、パージストレージ５２の高さを遥かに低くすることができる。また、パージストレージ５２の上部に搬入されたウェハＷを下降させ、パージストレージ５２の下部から搬出するので、パージストレージ５２の内部環境を一定に保つことができる。
図８はパージストレージ５２におけるウェハＷの移動方向と清浄空気の流れ方向とを対向させた例を示す。この例においては、パージストレージ５２の下端部にウェハＷを搬入し、図中白抜きの矢印(1)に示すように、複数のウェハＷを下から上に向かってゆっくり上昇させ、その一方ストレージ５２内の清浄空気を図中矢印(2)に示すように上から下に向かって流している。すなわち複数枚のウェハＷが移動する方向(1)と清浄空気が流れる方向(2)とを反対にしている。この例によれば、ウェハＷが上昇にするにしたがって徐々にパージストレージ５２内の環境が良くなり、ストレージ５２から搬出される間際のウェハＷに腐食性ガスが混在していない清浄空気を流すことができるので、パージストレージ５２から搬出されるウェハＷを清浄にすることができる。
なお、本発明の基板処理装置は上記実施形態に具現化されるのに限られることはなく、本発明の要旨を変更しない範囲で様々に変更可能である。
例えばスループットをより向上させるために、入専用のロードロックモジュールを２つ設け、ロードロックモジュールからトランスファーモジュールに２枚のウェハを受け渡すようにしてもよい。さらにスループットを向上させるために、２つの入専用のロードロックモジュールの両側に２つの出専用のロードロックモジュール・迂回経路・パージストレージを配置してもよい。
また、出専用のロードロックモジュールをローダーモジュールに連結し、連結部分にゲートバルブを配置してもよい。プロセスチャンバで腐食性ガスが生成され易いガス種を使用しない場合、ゲートバルブを開き、出専用のロードロックモジュールからローダーモジュールを介してフープに処理済みのウェハを戻してもよい。
さらに、迂回経路に処理済みのウェハを冷却する冷却空気を流してもよい。出専用のロードロックモジュールで処理済みのウェハを冷却する時間を短くすることができ、スループットを向上させることができる。
さらに、ストレージにて処理済みの基板から生成する生成物を除去する際、ストレージ内の大気にパージを促進するようなガス（例えば蒸気）を加えてもよい。また、大気ではなく不活性ガス（例えば窒素）雰囲気下でパージしてもよい。この場合、大気との反応ではなく、パージにかける時間により処理の調整を行うことになる。大気や不活性ガス以外に、窒素と酸素の混合ガス等の成分が大気に近いガスを使用してもよい。ストレージ内の圧力は、真空処理室の圧力よりも高ければよく、常圧に限られることはない。
本発明の基板処理装置は、半導体ウェハを真空処理するのに限られることなく、液晶用基板、有機ＥＬ素子等の基板を処理することもできる。
１１…基板処理装置
１２…トランスファーモジュール
１３ａ〜１３ｄ…プロセスモジュール（減圧処理室）
１４ａ…入専用のロードロックモジュール（ロードロック室）
１４ｂ…出専用のロードロックモジュール（ロードロック室）
１５…ローダーモジュール（常圧搬送室）
１８…主搬送ユニット
２２ａ〜２２ｃ…フープ載置台（載置台）
２４，４１…迂回経路
２６，４２，５２…パージストレージ（ストレージ）
３１…固定棚
３２，４６，５４…パージストレージの搬入口
３３，４５，５５…パージストレージの搬出口
３４…排気ファンユニット（排気装置）
３６，４４…副搬送ユニット
３６ａ…副搬送ユニットの上下駆動軸
４７…カセット
４８，５３…基板可動機構
５３ａ〜５３ｄ…ベルトユニット
５６…ベルト
５７…支持部
５８…ベルト車
Ｇ１〜Ｇ４…ゲートバルブ

Claims (6)

  1. 複数の基板を収納する運搬容器が載置される載置台と、
    基板に対して減圧雰囲気にて処理を施す減圧処理室と、
    前記減圧処理室との間で基板が受け渡され、減圧雰囲気と常圧雰囲気とに切り替え可能なロードロック室と、
    前記運搬容器に収納された基板を前記載置台から前記ロードロック室に常圧雰囲気中で搬送する主搬送ユニットを有する大気搬送室と、
    処理済みの基板を前記減圧雰囲気よりも高い圧力雰囲気中に保持するストレージと、を備える基板処理装置において、
    前記ロードロック室から前記ストレージまで前記常圧搬送室を通過させることがなく処理済みの基板を搬送するための迂回経路を設け、
    前記迂回経路に前記ロードロック室から前記ストレージまで処理済みの基板を搬送する副搬送ユニットを配置し、
    前記常圧搬送室の前記主搬送ユニットによって前記ストレージから前記載置台の前記運搬容器まで処理済みの基板を搬送し、
    前記ストレージには、上下方向に複数の処理済みの基板を収納する複数の収納部を有すると共に、複数の収納部に収納された複数の基板を上昇及び／又は下降させる基板可動機構が設けられ、
    前記副搬送ユニットは、一定の高さに上昇又は下降した前記基板可動機構の収納部に処理済みの基板を渡し、
    前記ストレージの前記基板可動機構は、無端状のベルトと、このベルトに一定の間隔を空けて取り付けられ、複数の基板を支持するための複数の支持部と、前記ベルトが掛け渡され、前記ベルトを循環させるベルト車と、を有し、
    前記ベルトを循環させることによって、前記複数の支持部を上下方向に移動させると共に、上下方向の一端まで移動した支持部を上下方向の他端に戻す基板処理装置。
  2. 前記ロードロック室として、前記減圧処理室に基板を渡す入専用のロードロック室と、前記減圧処理室から基板を受け取る出専用のロードロック室とが設けられ、
    前記常圧搬送室の前記主搬送ユニットは、前記載置台の前記運搬容器に収納された未処理の基板を前記入専用のロードロック室に搬送し、
    前記迂回経路の前記副搬送ユニットは、処理済みの基板を前記出専用のロードロック室から前記ストレージまで搬送することを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
  3. 前記ストレージには、前記迂回経路から処理済みの基板が搬入される搬入口と、前記常圧搬送室へ処理済みの基板が搬出される搬出口と、が設けられ、
    前記ストレージの前記搬入口及び前記搬出口には、これらを開閉するゲートバルブが設けられることを特徴とする請求項１又は２に記載の基板処理装置。
  4. 前記ストレージの上部から下部に向かって大気が流れるように、前記ストレージの下部には前記ストレージ内の大気を排気する排気装置が設けられ、
    前記ストレージの前記基板可動機構は、前記ストレージの下部から上部に向かって複数の処理済みの基板を上昇させることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の基板処理装置。
  5. 載置台の運搬容器に収納された未処理の基板を、常圧搬送室の主搬送ユニットによって前記載置台から常圧雰囲気のロードロック室に搬送する工程と、
    前記ロードロック室から減圧処理室に未処理の基板を搬送し、減圧処理室にて基板に対して処理を施す工程と、
    前記減圧処理室から減圧雰囲気のロードロック室に処理済みの基板を搬送する工程と、
    前記ロードロック室内の雰囲気を減圧雰囲気から常圧雰囲気に切り替える工程と、
    前記ロードロック室からストレージに処理済みの基板を搬送する工程と、
    前記ストレージにて処理済みの基板を前記減圧雰囲気よりも高い圧力雰囲気中に保持する工程と、
    前記常圧搬送室の主搬送ユニットによって前記ストレージから前記載置台の前記運搬容器に処理済みの基板を搬送する工程と、を備える基板処理方法において、
    前記ロードロック室から前記ストレージまで処理済みの基板を迂回させる迂回経路の副搬送ユニットによって、前記ロードロック室から前記ストレージまで前記常圧搬送室を通過させることがなく処理済みの基板を搬送する工程と、
    前記常圧搬送室の前記主搬送ユニットによって、前記ストレージから前記載置台の前記運搬容器に処理済みの基板を戻す工程と、を設け、
    前記ストレージには、上下方向に複数の処理済みの基板を収納する複数の収納部を有すると共に、複数の収納部に収納された複数の基板を上昇及び／又は下降させる基板可動機構が設けられ、
    前記副搬送ユニットは、一定の高さに上昇又は下降した前記基板可動機構の収納部に処理済みの基板を渡し、
    前記ストレージの前記基板可動機構は、無端状のベルトと、このベルトに一定の間隔を空けて取り付けられ、複数の基板を支持するための複数の支持部と、前記ベルトが掛け渡され、前記ベルトを循環させるベルト車と、を有し、
    前記ベルトを循環させることによって、前記複数の支持部を上下方向に移動させると共に、上下方向の一端まで移動した支持部を上下方向の他端に戻す基板処理方法。
  6. 前記ストレージにて処理済みの基板を前記減圧雰囲気よりも高い圧力雰囲気中に保持する工程において、
    処理済みの基板が大気と反応することによって生成する生成物を除去することを特徴とする請求項５に記載の基板処理方法。
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