JP6068663B2 - 基板処理装置、半導体装置の製造方法および記録媒体 - Google Patents

Description

本発明は、基板処理装置、半導体装置の製造方法および記録媒体に関する。

近年、処理基板の大口径化が推進されており、大口径ウエハ対応の基板処理装置の開発が進められている。大口径ウエハ対応の基板処理装置においては、従来装置と同等のフットプリントや基板処理能力が求められている。従来の基板処理装置において複数枚の基板を収納した収容容器を搬送する際は、ロボットハンドが用いられている。

特許文献１は、ロボットハンドを用いて基板収容容器を搬送する構成を開示する。

特開２０００−３１１９３５

特許文献１のような従来の基板処理装置での収容容器の搬送において使用されるロボットハンドは、収容容器の搬送領域に横行機構部、昇降機構部を設置する必要がある。しかしながら、該横行機構部、昇降機構部の小型化は難しいため、搬送領域が大型化し、その結果、基板処理装置全体が大型化してしまい、従来の基板処理装置と同等のフットプリントやクリーンルームの高さなどの設置に関する制約を満足することができないという問題があった。

本発明の主な目的は、上記のような問題点を解決し、フットプリントを低減することができる基板処理装置、半導体装置の製造方法および記録媒体を提供することにある。

本発明の一態様によれば、
基板を収容する収容容器を収納する収納棚を備えた収納室と、
前記収納室内の天井部に設けられ、前記収容容器を前記収納室内で搬送する収容容器搬送機構と、を有し、
前記収容容器搬送機構は、
前記天井部に設けられた走行路と、
前記収容容器を保持する保持部と前記保持部を昇降させる昇降部とで構成され、前記走行路に沿って前記天井部を移動する可動部と、を備え、
前記収納棚は、
前記収容容器を収納する待機位置と、前記天井部から降下させた前記保持部に前記収容容器を保持させ、前記収容容器搬送機構に前記収容容器を受け渡しする受け渡し位置との間で水平移動可能な載置部を備え、
前記待機位置と前記受け渡し位置は前記収納室内に位置する技術が提供される。

本発明によれば、フットプリントを低減することができることができる。

本発明の好ましい実施例で使用される縦型の処理炉とそれに付随する部材との概略構成図であり、縦断面で示している。 （ａ）は図１の収納室の斜視図である。（ｂ）は図１に示す基板処理装置１０が有するポッド搬送装置の概略構成図である。 図１に示す基板処理装置１０が有するコントローラの概略構成を示すブロック図である。 第１の実施例におけるフローチャート図である。 第２の実施例におけるフローチャート図である。 （ａ）は、各受渡し位置への分岐が形成されている例における収納室内の走行路を示す上方図である。（ｂ）は、長方形の走行路が形成されている例における収納室内の走行路を示す上方図である。（ｃ）は、ロードポートおよびポッドオープナの受渡し位置への分岐が形成されている例における収納室内の走行路を示す上方図である。 第４の実施例における基板処理装置１０の概略構成図であり、横断面で示している。 図１に示す基板処理装置１０の他の形態におけるサブ筐体の縦断面図である。 可動式収納棚を設置した例における収納室の縦断面図である。 図９におけるＡ−Ａ断面図である。

次に本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。 本発明が適用される実施形態において、基板処理装置は、一例として、半導体装置（ＩＣ）の製造方法における処理装置を実施する基板処理装置として構成されている。尚、以下の説明では、基板処理装置として基板に酸化、拡散処理やＣＶＤ処理などを行う縦型の装置（以下、単に処理装置という）を適用した場合について述べる。図１は、本発明が適用される基板処理装置の縦断面図として示されている。

図１に示されているように、シリコン等からなる複数のウエハ（基板）２００を収容し、収容容器として用いられるウエハキャリアとしてフープ（以下ポッドという。）１１０が使用されている基板処理装置１０は、基板処理装置本体として用いられる筐体１１１を備えている。

筐体１１１の正面壁の正面前方部にはメンテナンス可能なように設けられた開口部としての正面メンテナンス口（図示せず）が開設され、この正面メンテナンス口を開閉する正面メンテナンス扉がそれぞれ建て付けられている。 また、正面壁にはポッド搬入搬出口が筐体１１１の内外を連通するように開設されている。ポッド搬入搬出口はフロントシャッタによって開閉されるように構成されていてもよい。 ポッド搬入搬出口の正面前方側には、搬入搬出部として用いられるロードポート（図示せず）が設置されており、ロードポートはポッド１１０を載置されて位置合わせするように構成されている。ポッド１１０はロードポート上に工程内搬送装置によって搬入され、かつまた、ロードポート上から搬出されるようになっている。

筐体１１１の正面後方側には、ポッド搬入搬出口の周辺の上下左右にわたってマトリクス状に収納棚（ポッド棚）棚）１０５が設置されている。図１中矢印に示すように、ポッド棚１０５はポッドを載置する収納部としての載置部１４０が設置される。収納部は当該載置部１４０と、載置部１４０をポッド１１０が収納される待機位置とポッド１１０を受渡しする受渡し位置との間で水平移動させる水平移動機構（収容棚水平移動機構）と、水平移動機構によって水平移動される載置部１４０の位置を検出する載置部位置センサ１４２と、載置部１４０上のポッドの有無を判別するポッドセンサ１４４とにより構成される。載置部位置センサ１４２は載置部１４０が待機位置または受渡し位置にいるかを検出し、後述するコントローラ２４１へ載置部位置情報を伝送する。ポッドセンサ１４４は載置部１４０上のポッドの有無を検出し、コントローラ２４１へポッド載置情報を伝送する。 水平方向の同一直線上に並ぶ複数の独立した載置部１４０によってポッド棚１０５の一段が構成され、該ポッド棚が垂直方向に複数段設置されている。各載置部１４０は上下又は左右の隣り合う載置部１４０およびその他のどの載置部１４０とも同期させることなく独立して水平移動させることが可能である。

筐体１１１内でありサブ筐体１１９の正面側には、上下左右にわたってマトリクス状にポッド棚（収容棚）１０５が設置されている。筐体１１１の正面後方側のポッド棚１０５と同様に各ポッド棚１０５のポッドを載置する収納部としての載置部１４０は水平移動可能となっており、上下又は左右の隣り合う載置部１４０と同期させることなく独立して水平移動させることが可能である。ポッド棚１０５は、複数の載置部１４０にポッド１１０をそれぞれ１つずつ載置した状態で保持するように構成されている。すなわち、ポッド棚１０５は、例えば２つ載置部１４０上にそれぞれ１つずつポッド１１０を一直線上に同一方向を向いて配置して垂直方向に複数段に複数個のポッド１１０を収容する。

図２（ａ）に示すように、筐体１１１内サブ筐体１１９の正面後方側のポッド棚１０５とサブ筐体１１９の正面側のポッド棚１０５との間はポッド搬送領域であり、該ポッド搬送領域でポッド１１０の搬送および受渡しが行われる。ポッド搬送領域の天井部には、ポッド搬送機構の固定部としてのレール機構１３８が設けられており、該レール機構１３８によって走行路が形成されている。レール機構１３８にはポッド搬送機構の可動部としてのポッド搬送装置１３０が走行可能に取り付けられている。固定部は、筐体１１１の天井内面にその一部若しくはその全部が固定されている。なお、固定部は筐体１１１の側内面にその一部が固定され、挟持されるように天井部内面に見掛け上固定されているように構成されてもよい。図２（ｂ）に示されているように、ポッド搬送装置１３０は、走行路を走行する走行部１３２と、ポッド１１０を保持する保持部１３６と、保持部１３６を垂直方向に昇降させる昇降部１３４とで構成されている。ポッド搬送装置１３０は走行部１３２と、昇降部１３４と、保持部１３６との動作により、ロードポート、ポッド棚１０５、ポッドオープナ１２１との間で、ポッド１１０を搬送するように構成されている。さらに、ポッド搬送装置１３０はポッド搬送装置の位置を検出するポッド搬送装置位置センサ１３８と把持部１３６の高さ位置を検出する高さ位置センサ１３９とを有する。ポッド搬送位置センサ１３８はポッド搬送装置の位置を検出し、コントローラ２４１へポッド搬送位置情報を伝送する。高さ位置センサ１３９は保持部１３６の高さ位置を検出し、コントローラ２４１へ保持部高さ位置情報を伝送する。後述するコントローラ２４１は上述の載置部位置情報、ポッド載置情報、ポッド搬送装置位置情報および保持部高さ情報に基づき、ポッド搬送機構の可動部を制御する。

サブ筐体１１９の正面壁１１９ａにはウエハ２００をサブ筐体１１９内に対して搬入搬出するためのウエハ搬入搬出口１２０が一対、垂直方向に上下二段並べられて開設されており、上下段のウエハ搬入搬出口１２０、１２０には一対のポッドオープナ１２１、１２１がそれぞれ設置されている。本実施例において、ポッドオープナ１２１、１２１は上下二段に設置されているが、水平方向に左右２つ設置されていても良い。ポッドオープナ１２１はポッド１１０を載置する載置台１２２、１２２と、密閉部材として用いられるポッド１１０のキャップを着脱するキャップ着脱機構１２３、１２３とを備えている。ポッドオープナ１２１は載置台１２２に載置されたポッド１１０のキャップをキャップ着脱機構１２３によって着脱することにより、ポッド１１０のウエハ出し入れ口を開閉するように構成されている。

サブ筐体１１９はポッド搬送装置１３０やポッド棚１０５の設置空間から流体的に隔絶された移載室１２４を構成している。移載室１２４の前側領域にはウエハ移載機構１２５が設置されており、ウエハ移載機構１２５は、ウエハ２００を水平方向に回転ないし直動可能なウエハ移載装置１２５ａ及びウエハ移載装置１２５ａを昇降させるためのウエハ移載装置エレベータ１２５ｂとで構成されている。これら、ウエハ移載装置エレベータ１２５ｂ及びウエハ移載装置１２５ａの連続動作により、ウエハ移載装置１２５ａのツイーザ（基板保持体）１２５ｃをウエハ２００の載置部として、ボート（基板保持具）２１７に対してウエハ２００を装填（チャージング）及び脱装（ディスチャージング）するように構成されている。

移載室１２４の後側領域には、ボート２１７を収容して待機させる待機部１２６が構成されている。待機部１２６の上方には、処理室として用いられる処理炉２０２が設けられている。処理炉２０２の下端部は、炉口シャッタ１４７により開閉されるように構成されている。

ボート２１７はボートエレベータ１１５（図示せず）によって昇降され処理炉内へ導入される。ボートエレベータ１１５の昇降台に連結された連結具としてのアーム１２８には蓋体としてのシールキャップ２１９が水平に据え付けられており、シールキャップ２１９はボート２１７を垂直に支持し、処理炉２０２の下端部を閉塞可能なように構成されている。 ボート２１７は複数本の保持部材を備えており、複数枚（例えば、２５〜１２５枚程度）のウエハ２００をその中心を揃えて垂直方向に整列させた状態で、それぞれ水平に保持するように構成されている。

次に、基板処理装置１０の動作について説明する。 尚、以下の説明において、基板処理装置１０を構成する各部の動作は、コントローラ２４１により制御される。 図３には、コントローラ２４１の構成が示されている。コントローラ２４１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）２４２、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）２４３、記憶装置２４４、Ｉ／Ｏポート２４５を備えたコンピュータとして構成されている。ＲＡＭ２４３、記憶装置２４４、Ｉ／Ｏポート２４５は、内部バス２４６を介して、ＣＰＵ２４２とデータ交換可能なように構成されている。コントローラ２４１には、例えばタッチパ
ネル等として構成された入出力装置１２２が接続されている。

記憶装置２４４は、例えばフラッシュメモリ、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）等で構成されている。記憶装置２４４内には、基板処理装置の動作を制御する制御プログラムや、後述する基板処理の手順や条件等が記載されたプロセスレシピ等が、読み出し可能に格納されている。プロセスレシピは、後述する基板処理工程における各手順をコントローラ２４１に実行させ、所定の結果を得ることが出来るように組み合わされたものであり、プログラムとして機能する。以下、このプロセスレシピや制御プログラム等を総称して、単に、プログラムともいう。本明細書においてプログラムという言葉を用いた場合は、プロセスレシピ単体のみを含む場合、制御プログラム単体のみを含む場合、または、その両方を含む場合がある。ＲＡＭ２４３は、ＣＰＵ２４２によって読み出されたプログラムやデータ等が一時的に保持されるメモリ領域（ワークエリア）として構成されている。

Ｉ／Ｏポート２４５は、上述のポッド搬送装置１３０、各センサ１３８、１３９、１４２、１４４、ポッド載置部１４０、ウエハ移載機構１２５、ボートエレベータ１１５等に接続されている。

ＣＰＵ２４２は、記憶装置２４４から制御プログラムを読み出して実行すると共に、入出力装置２４０からの操作コマンドの入力等に応じて記憶装置２４７からプロセスレシピを読み出すように構成されている。ＣＰＵ２４２は、読み出したプロセスレシピの内容に沿うように、ポッド搬送装置１３０の搬送動作、ポッド載置部１４０の水平動作、ウエハ移載機構１２５の移載動作、ボートエレベータ１１５の昇降動作等を制御するように構成されている。

コントローラ２４１は、専用のコンピュータとして構成されている場合に限らず、汎用のコンピュータとして構成されていてもよい。例えば、上述のプログラムを格納した外部記憶装置（例えば、磁気テープ、フレキシブルディスクやハードディスク等の磁気ディスク、ＣＤやＤＶＤ等の光ディスク、ＭＯ等の光磁気ディスク、ＵＳＢメモリやメモリカード等の半導体メモリ）１４７を用意し、この外部記憶装置２４７を用いて汎用のコンピュータにプログラムをインストールすること等により、本実施形態のコントローラ２４１を構成することができる。但し、コンピュータにプログラムを供給するための手段は、外部記憶装置２４７を介して供給する場合に限らない。例えば、インターネットや専用回線等の通信手段を用い、外部記憶装置２４７を介さずにプログラムを供給するようにしてもよい。記憶装置２４４や外部記憶装置２４７は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体として構成される。以下、これらを総称して、単に、記録媒体ともいう。本明細書において記録媒体という言葉を用いた場合は、記憶装置２４４単体のみを含む場合、外部記憶装置２４７単体のみを含む場合、または、その両方を含む場合がある。

上述の基板処理装置を用い、半導体装置（デバイス）の製造工程の一工程として、基板処理を行う例について説明する。以下の説明において、基板処理装置を構成する各部の動作はコントローラ１２１により制御される。

ポッド１１０がロードポートに供給されると、ロードポートの上のポッド１１０はポッド搬入装置によって筐体１１１の内部へポッド搬入搬出口から搬入される。 搬入されたポッド１１０はポッド棚１０５の指定された載置部１４０へポッド搬送装置１３０によって自動的に搬送されて受け渡され、一時的に保管され後、ポッド棚１０５から一方のポッドオープナ１２１に搬送されて受け渡され載置台１２２に移載されるか、もしくは直接ポッドオープナ１２１に搬送されて載置台１２２に移載される。この際、ポッドオープナ１２１のウエハ搬入搬出口１２０はキャップ着脱機構１２３によって閉じられており、移載室１２４にはクリーンエアが流通され、移載室内でのパーティクルによるウエハの汚染や自然酸化膜の形成を抑制している。

載置台１２２に載置されたポッド１１０はその開口側端面がサブ筐体１１９の正面壁１１９ａにおけるウエハ搬入搬出口１２０の開口縁辺部に押し付けられるとともに、そのキャップがキャップ着脱機構１２３によって取り外され、ウエハ出し入れ口を開放される。 ポッド１１０がポッドオープナ１２１によって開放されると、ウエハ２００はポッド１１０からウエハ移載装置１２５ａのツイーザ１２５ｃによってウエハ出し入れ口を通じてピックアップされ、移載室１２４の後方にある待機部１２６へ搬入され、ボート２１７に装填（チャージング）される。この時、図示しないノッチ合わせ装置にてウエハを整合した後、チャージングを行っても良い。ボート２１７にウエハ２００を受け渡したウエハ移載装置１２５ａはポッド１１０に戻り、次のウエハ２００をボート２１７に装填する。

この一方（上段または下段）のポッドオープナ１２１におけるウエハ移載機構１２５によるウエハのボート２１７への装填作業中に、他方（下段または上段）のポッドオープナ１２１にはポッド棚１０５から別のポッド１１０がポッド搬送装置１３０によって搬送されて移載され、ポッドオープナ１２１によるポッド１１０の開放作業が同時進行される。

予め指定された枚数のウエハ２００がボート２１７に装填されると、炉口シャッタ１４７によって閉じられていた処理炉２０２の下端部が、炉口シャッタ１４７によって、開放される。続いて、ウエハ２００群を保持したボート２１７はシールキャップ２１９がボートエレベータ１１５によって上昇されることにより、処理炉２０２内へ搬入（ローディング）されて行く。

ローディング後は、処理炉２０２にてウエハ２００に任意の処理が実施される。 処理後は、概上述の逆の手順で、ウエハ２００及びポッド１１０は筐体の外部へ払い出される。

次に、本発明の第１の実施形態について説明する。第１の実施形態に係る基板処理装置１０のポッド搬送装置１３０と載置部１４０の水平移動動作について、ポッド棚１０５からポッドオープナ１２１へ搬送するために、載置部１４０に載置されているポッド１１０をポッド棚１０５から搬出する例を挙げて説明する。第１の実施形態では、ポッド搬送装置１３０の移動と載置部１４０の受渡し位置への水平移動とを独立して行う。

（ステップＳ１１０） 走行部１３２を制御し、ポッド搬送装置１３０を搬出対象であるポッド１１０が載置されているポッド棚１０５の載置部１４０の受渡し位置上方に移動させる。ここで、受渡し位置上方とは、搬送対象であるポッド１１０の端部の上方に保持部１３６がある位置であり、好ましくは、搬送対象であるポッド１１０の上端部の真上に保持部１３６の一部が重畳している位置（差し掛かる位置ともいう）であり、さらに好ましくはポッド搬送装置１３０が昇降部１３４により把持部１３６を下降してポッド１１０を把持できる位置、すなわち、ポッド１１０の真上に保持部１３６がある位置である。

（ステップＳ１１２） ポッド搬送装置１３０が受渡し位置上方に待機していることを確認し、搬出対象であるポッド１１０が載置されているポッド棚１０５の載置部１４０を受渡し位置までスライドさせる。ポッド搬送装置１３０が受渡し位置上方に待機しているか否かはポッド搬送位置センサ１３８により検出されたポッド搬送位置情報により判断する。

（ステップＳ１１４） 載置部１４０が受渡し位置までスライドされたことを確認し、昇降部１３４を制御し保持部１３６を、ポッド１１０を保持できる位置まで降下させる。載置部１４０が受渡し位置までスライドされたか否かは載置部位置センサ１４２により検出された載置部位置情報により判断する。また、保持部高さ位置センサ１３９により検出された保持部高さ情報に基づき、保持部１３６を制御してポッド１１０を保持できる位置まで降下させる。

（ステップＳ１１６） 保持部１３６を制御しポッド１１０を保持させる。

（ステップＳ１１８） 保持部１３６がポッド１１０を保持したことを確認し、昇降部１３４を制御し保持部１３６を上昇させる。

（ステップＳ１２０） 保持されたポッド１１０がポッド搬送位置まで上昇したかを判断し、上昇していればステップＳ１２２へ進む。ここで、ポッド搬送位置（ポッド１１０を搬送する際のポッド１１０の高さ）は、ポッド１１０が安全に搬送できる位置（他の収納棚に収納されたポッドと干渉しない位置）であればよい。保持されたポッド１１０がポッド搬送位置まで上昇したか否かは保持部高さ位置センサ１３８により検出された保持部高さ情報により判断する。

（ステップＳ１２２） 走行部１３２を制御し、ポッド搬送装置１３０をポッドオープナの載置台上方まで走行させ、待機させる。

（ステップＳ１２４） ポッド搬送装置１３０がポッドオープナの載置台上方に待機していることを確認し、昇降部１３４を制御し、昇降部をポッド１１０が載置部に載置できる位置まで降下し、保持部１３６を制御し、ポッド１１０をポッドオープナの載置台へ載置する。ポッド搬送装置１３０が載置台上方に待機しているか否かはポッド搬送位置センサ１３８により検出されたポッド搬送位置情報により判断する。その後のポッド載置動作は、（ステップＳ１１４）と同様に各センサに各位置情報を検出し制御することによって行う。

（ステップＳ１２６） 次に搬出するポッド１１０がポッド棚１０５にある場合には、ステップＳ１１０へ戻り、無い場合にはポッド搬出が終了される。

（ステップＳ１１０）〜（ステップＳ１２６）の動作により、ポッド１１０を搬送する。なお、上述においては、ポッド搬送装置１３０を移動させてから、載置部１４０を移動させる例について説明したが、載置部１４０を移動させてからポッド搬送装置１３０を移動させても良い。また、（ステップＳ１２０）においてポッド１１０をポッド搬送位置まで上昇させずとも、載置部１４０から搬出できる高さまで上昇させて搬送を行っても良い。ここで、搬出できる高さとは、ポッド１１０が載置されていた載置部１４０の上面からポッド１１０の下面が離れ、安全に移動させることができる高さである。これにより、ポッド１１０をポッド搬送位置まで上昇させる時間を短縮することができ、搬送時間短縮に寄与する。さらに好適には、ポッドを搬出できる高さまで上昇させ、搬送先の載置部に載置できる高さへの昇降動作をポッド搬送装置の移動中に行うようにすると良い。例えば、搬送先の載置部が搬出時の載置部の高さより高い場合、搬出時の高さを保ったまま搬送すると昇降部と載置部との衝突、若しくはポッドと昇降部若しくは載置部との衝突の可能性が高まってしまうが、搬送先の載置部に載置できる高さへの昇降動作をポッド搬送装置の移動中に行う事により、搬送先の載置部に到着する時には当該載置部より上方にポッドが位置するため衝突を避けることができる。

第１の実施形態によれば、以下に記す作用効果の内の少なくとも１つ以上の作用効果を奏する。１． 基板処理装置の天井部にポッド搬送機構１３０を設けることにより、従来装置に比べてフットプリントを低減することができる。従来のポッド搬送に用いられるロボットハンドのような横行機構部、昇降機構部をポッド搬送領域に設置する必要がないため、その分の設置面積を削減することができ、搬送領域の面積を削減することができる。また、スループット向上及びターンアラウンドタイムの短縮にもなる。２． フットプリント低減を達成するために従来技術であるロボットハンドを小型化すると、構造の複雑化やコスト高となるが、本発明のように天井部にポッド搬送機構を設けることにより、構造を複雑化したりコストアップしたりすることなくフットプリントを低減できる。また、構造の複雑化によりパーティクルが発生しやすくなるが、天井部に設けられたレール機構とポッド搬送装置という簡単な構成にすることによりパーティクルも抑制すること
ができる。３． ポッド棚１０５の載置部１４０に水平移動機構を設けることにより、ポッド１１０の収納数を増やすことができる。従来のロボットハンドによるポッド１１０の搬送では、ポッド１１０の上部のフランジを保持する場合、または、ポッド１１０の下部を保持する場合のいずれの場合においても、ロボットハンドをポッド棚１０５の上下間に挿入する必要があるため、上下のポッド棚１０５間にロボットハンドが挿入できる分の空間を設ける必要がある。ポッド棚１０５の載置部１４０を水平移動機構とすることにより、当該空間を設ける必要がなく、上下のポッド間の距離を縮めることができるため、ポッド１１０の収納数を増やすことができる。特に、基板処理装置の大型化を抑制しつつポッドの収納数を増やしたい場合において効果的である。４． ポッド搬送装置の移動とポッド載置部の水平移動とを独立して行うことにより、ポッド搬送装置とポッド載置部が衝突することなく、また、複雑なインターロックを設定することなく安全に搬送できる。

次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。本実施の形態は、ポッド搬送装置１３０の移動や昇降部１３４の昇降動作と載置部１４０の受渡し位置への水平移動を同時に行う点で第１の実施の形態と相違している。以下、その相違点について説明する。

（ステップＳ３１０） 搬出対象であるポッド１１０が載置されているポッド棚１０５の載置部１４０を受渡し位置までスライドさせる。載置部１４０のスライド動作中に、走行部１３２を制御し、ポッド搬送装置１３０を受渡し位置上方まで走行移動させる。

（ステップＳ３１２） 次に、載置部１４０が受渡し位置までスライドされ、かつ、ポッド搬送装置１３０が受渡し位置上方に位置していることを確認した後、昇降部１３４を制御し保持部１３６を、ポッド１１０を保持できる位置まで降下させる。ポッド搬送装置１３０が受渡し位置上方に待機しているか否かはポッド搬送位置センサ１３８により検出されたポッド搬送位置情報により判断する。載置部１４０が受渡し位置までスライドされたか否かは載置部位置センサ１４２により検出された載置部位置情報により判断する。また、保持部高さ位置センサ１３９により検出された保持部高さ情報に基づき、保持部１３６を制御してポッド１１０を保持できる位置まで降下させる。

（ステップＳ３１４） 保持部１３６を制御しポッド１１０を保持させる。

（ステップＳ３１６） 保持部１３６がポッド１１０を保持したことを確認し、昇降部１３４を制御し保持部１３６を上昇させる。

（ステップＳ３１８） 保持されたポッド１１０がポッド搬送位置まで上昇したかを判断し、上昇していればステップＳ３２０へ進む。保持されたポッド１１０がポッド搬送位置まで上昇したか否かは保持部高さ位置センサ１３８により検出された保持部高さ情報により判断する。

（ステップＳ３２０） 走行部１３２を制御し、ポッド搬送装置１３０をポッドオープナの載置台上方まで走行させる。

（ステップＳ３２２） ポッド搬送装置１３０がポッドオープナの載置台上方に待機していることを確認し、昇降部１３４を制御して昇降部をポッド１１０が載置部に載置できる位置まで降下させ、保持部１３６を制御して、ポッド１１０をポッドオープナの載置台へ載置する。ポッド搬送装置１３０が載置台上方に待機しているか否かはポッド搬送位置センサ１３８により検出されたポッド搬送位置情報により判断する。

（ステップＳ３２４） 次に搬出するポッド１１０がポッド棚１０５にある場合には、ステップＳ３１０へ戻り、無い場合にはポッド搬出が終了される。

（ステップＳ３１０）〜（ステップＳ３２４）の動作により、ポッド１１０を搬送する。上述においては、ポッド搬送装置１３０移動中に載置部１４０を移動させる例について説明したが、ポッド搬送装置１３０の動作中、例えば、昇降部１３４の昇降動作に載置部１４０を移動させても良い。これにより、昇降部と載置部とが同時期に並行して動作することになり、搬送時間短縮に寄与する。さらに好適には、昇降部の上昇動作中に載置部１４０の動作を開始するようにすると良い。昇降部の下降動作中に載置部１４０の動作を行うと、昇降部と載置部との衝突、若しくはポッドと昇降部若しくは載置部との衝突の可能性が高まってしまうが、上昇動作中に開始すると良い。 また、保持部１３６の保持動作中または昇降部１３４の昇降動作中に当該保持されるポッド１１０が載置されている載置部１４０とは別の載置部１４０を移動させても良い。これにより、別の載置部を移動させ次に搬送するポッドの搬送準備させておくことができるため、搬送時間短縮に寄与する。さらに好適には、当該別の載置部は、搬送動作中の載置部と垂直方向に重ならない位置にある載置部とする。搬送動作琉の載置部と垂直方向に重なる位置にある載置部の移動を行うと、昇降部と載置部との衝突、若しくはポッドと昇降部若しくは載置部との衝突の可能性が高まってしまうが、重ならない位置にある載置部であれば衝突の可能性はなく安全に搬送することができる。

第２の実施形態によれば、以下に記す作用効果のうちの少なくとも１つ以上の作用効果を奏する。１． ポッド搬送装置の移動や昇降部の昇降動作と載置部の受渡し位置への水平移動とを同時に行う事により、例えば、ポッド搬送装置を移動させた後に載置部を水平移動するという工程を省略できるため、ポッドの搬送時間を短縮することができ、スループットを向上させることができる。２． ポッド搬送位置は他の収納棚に収納されたポッドと干渉しない位置であるため、ポッド搬送の移動中に載置部を水平移動させてもポッド搬送装置と衝突の恐れがなく、複雑なインターロックを設定しなくとも安全に搬送できる。

次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。本実施の形態は、レール機構１３８が任意の位置で分岐しており、左右方向だけでなく前後方向にもポッド搬送装置が移動可能である点で第１の実施の形態と相違している。以下、ポッド搬送装置が前後左右に移動可能な基板処理装置１０の収納室の構成について説明する。なお、ポッド搬送装置によるポッド搬送方法については第１または第２の実施形態と同じである。

図６（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、レール機構１３８は任意の位置で分岐点が形成されており、ポッド搬送装置１３０は分岐点にて進行方向を前後左右に切り替えることが可能である。図６（ａ）（ｃ）では、各載置部１４０、ロードポートおよびポッドオープナ１２１の各ポッド載置台の全てに水平移動機構が設置されている場合の走行路例を示す。図６（ａ）においては、中央に設けられた左右方向の走行路を主経路とし、各載置部１４０やロードポートおよびポッドオープナ１２１の各ポッド載置台の受渡し位置へアクセスする毎に前後方向への分岐点を形成している。図６（ｂ）においては、筐体１１１内サブ筐体１１９の正面後方側のポッド棚１０５の載置部１４０とロードポートのポッド載置部の受渡し位置とサブ筐体１１９の正面側のポッド棚１０５の載置部１４０とポッドオープナ１２１のポッド載置部とのそれぞれ受渡し位置に左右方向の走行路を平行に形成し、各走行路の端部に前後方向の走行路を形成することにより長方形の走行路を形成している。図６（ｃ）では、各載置部１４０には水平移動機構が設置されているものの、ロードポートおよびポッドオープナ１２１のポッド載置部には水平移動機構が設置されていない場合の走行路例を示す。例えば、中央に設けられたレール機構１３８の下部領域を載置部１４０が水平移動機構によって水平移動されポッド１１０を受渡しする受渡し位置とする。水平移動機構が設置されていないロードポートまたはポッドオープナ１１０へは受渡し位置となる各ポッド載置台へアクセスするためにレール機構１３８の前後方向への分岐点を形成している。

図６（ｄ）に示すように、ポッド搬送装置１３０の正面の向きは分岐点において進行方向が変わったとしても変わらないように構成されている。このようにすることで、搬送されるポッド１１０の正面の向きは、搬送のどの段階においても変わらずに同じ向きとすることができる。ポッド１１０の向きはロードポートおよびポッドオープナに載置されている時に同じ向きであれば良い。

第３の実施形態によれば、以下に記す作用効果のうちの少なくとも１つ以上の作用効果を奏する。１． 左右方向に加えて前後方向への分岐点を設けることにより、１台のポッド搬送装置１３０で全ての載置部および載置台の受渡し位置にアクセスすることができる。そのため、搬送機構を複雑に構成することなく、コスト高を抑制することができる。２． ポッド搬送装置１３０の正面の向きは分岐点において進行方向が変わったとしても変わらないように構成することで、ポッド１１０の蓋部をサブ筐体１１９側に向けた状態で搬送することができ、載置部１４０やポッドオープナ１１０へポッド１１０を載置する時にポッド１１０を適切な向きで載置するために回転させる等のステップを踏まずにスムーズに搬送できる。

次に、本発明の第４の実施の形態について説明する。本実施の形態は、基板を処理する処理炉２０２が２つ以上設置された基板処理装置においてポッド搬送を行う点で第１の実施の形態と相違している。以下、処理炉２０２が２つの場合について説明する。なお、収納室の構成やポッド搬送装置によるポッド搬送方法については第１または第２の実施形態と同じである。

図７に示すように、基板処理装置１０には２つのウエハ２００を処理する処理炉２１２、２２２が構成されている。第１の実施形態または第２実施形態と同様の搬送方法によりポッドオープナ１２１にポッド１１０が搬送され、処理炉２１２に搬入されるボート２１７にウエハ２００が装填される。予め指定された枚数のウエハ２００がボート２１７に装填されると、炉口シャッタ１４７によって閉じられていた処理炉２０２の下端部が、炉口シャッタ１４７によって、開放される。続いて、ウエハ２００群を保持したボート２１７はシールキャップ２１９がボートエレベータ１１５によって上昇されることにより、処理炉２０２内へ搬入（ローディング）され、処理炉２１２にてウエハ２００に任意の処理が実施される。

処理炉２１２でのウエハ２００群の処理中に、第１の実施形態または第２実施形態と同様の搬送方法によりポッドオープナ１２１にポッド１１０が搬送され、処理炉２２２に搬入されるボート２１７にウエハ２００が装填される。 一方の処理炉にて処理している時に、他方の処理炉の処理後のウエハ２００群の搬出および当該処理炉での次の処理準備のため、未処理ウエハ２００群の装填を行う。

第４の実施形態によれば、一方の処理炉にて処理している間に、他方の処理炉の処理後のウエハ２００の搬出および次に処理するウエハ２００の装填を行う事により、２つの処理炉で互い違いに連続した処理をすることができ、スループットを向上させることができる。

上述の第１〜４の実施の形態において、ポッド搬送位置（ポッド１１０を搬送する際の保持部１３６に保持されたポッド１１０の高さ）は、ポッド１１０が安全に搬送できる位置（他の収納棚に収納されたポッドと干渉しない位置）であればよい。他の収納棚に収納されたポッドと干渉しない位置とは、例えば、収納棚１０５の一番上の棚に収納されたポッド１１０の最上面よりも搬送するポッド１１０の最下面が高くなる位置である。また、例えば、搬送するポッド１１０の最下面の位置を収納棚１０５の一番上の棚に収納されたポッド１１０の最上面よりも低く、かつ、収納棚１０５の一番上の棚に収納されたポッド１１０の最下面より高い位置とすると、より装置高さを低くすることができる。この場合、搬送中は一番上の棚の載置部を水平移動させないように制御することで、搬送中のポッドと一番上の棚に収納されたポッドが干渉することなく安全に搬送することができる。
その他、収納棚１０５の一番上の棚に収納されたポッド１１０の上部と搬送するポッド１１０の下部とが重なり合う高さであってもよい。

また、ポッド１１０がポッド棚１０５に一時的に保管されて、ポッドオープナ１２１へ搬送するためにポッド棚１０５から搬出する例を挙げて詳述したが、ロードポート１１４からポッド棚１０５へポッド１１０を搬入する場合やポッド棚から他のポッド棚へ搬送する場合、また、これらの逆の操作をする場合にも同様に適用される。

また、図１において、筐体１１１の後方側のポッド棚１０５とサブ筐体１１９の正面側のポッド棚１０５との各ポッド棚１０５の高さは同じ高さとなっているが、図７に示すように、同じ高さではなく各ポッド棚１０５に収納されたポッド１１０が一部重なるような高さになっていても良い。また、ポッド棚１０５の各列において各段の数を同じではなく、例えば、１列目は４段、２列目は３段というように列毎に異なる段数としても良い。また、各段の高さ位置も列毎、段毎に異なる高さとしても良い。また、ポッド搬送領域下部の空間に可動式のポッドラックを設置しても良い。これらにより、多様な運用に対応できる。

図９、１０にポッド搬送領域下部の空間に可動式収納棚を設置した例を示す。図９に示すように、走行路の下部、すなわち、ポッド搬送領域下部の床部には、ラックレール３０１が敷設される。ラック３０５は上下に複数のポッド１１０を収納可能な複数段の棚となっている。各段はポット棚１０５と同様にポッド１１０を水平移動可能な構造となっており、ポッド１１０の受渡し時には、各段は左右にスライドされる。ラック３０５の底面には、ラックレール３０１上を走行するラック駆動部３０３が接続されている。ラックレール３０１、ラック駆動部３０３およびラック３０５により可動式収納棚が構成されている。ラック３５０の各段の水平移動機構およびラック駆動部３０３の各動作は上述のコントローラ２４１により制御される。可動式収納棚は、ポッド収納数の変更に応じて基板処理装置１０に設置および撤去が可能な構造となっている。

図１０に示すように、本例においては第１ラック３１１と第２ラック３１３の２つのラックが設置されている。ラックレール３０１はポッド搬送領域下部の床部に左右にのびて敷設され、ラック３１１、３１３はラックレール３０１上を左右に移動可能となっている。ラック３１１、３１３は左右に移動して、ポッドを受渡し位置で受渡しするためのポッド１１０の受渡し空間３０７を形成する。例えば、第２ラック３１３の上から２段目に載置されたポッド１１０を搬送する際、受渡し空間３７０に向けて左にポッド載置部をスライドさせる。また、ポッド棚１０５にポッド１１０を受渡しする際は、受渡し対象の載置部１４０の前に受渡し空間３７０が形成されるよう、ラック３１１、３１３を左右に移動させる。

このように、可動式収納棚をポッド搬送領域下部に設置することで、基板処理装置１０での処理基板数の増減に応じてポッド収納数を変更することができる。なお、可動式収納棚はポッド収納数の変更に応じて設置および撤去が可能な構造となっている。

また、図８に示すように、載置部１４０がポッド受渡し時に水平移動する最大量をＸ、ポッド搬送領域の幅をＹとすると、ポッド搬送領域の幅は、載置部１４０が安全に水平移動できるだけの幅があれば良い。例えば、水平移動した載置部１４０が対面する収納棚と衝突しないように載置部１４０を最大量Ｘ水平移動させたときに、当該載置部１４０の先端部と対面する収納棚との間に隙間を形成する。この時、ポッド搬送領域の幅ＹはＸ＜Ｙとなる。また、例えば、対面する収納棚の載置部１４０をそれぞれ最大量Ｘだけ水平移動させたときに互いに衝突しないように各載置部１４０の先端部の間に隙間を形成する。この時、ポッド搬送領域の幅Ｙは２Ｘ＜Ｙとなる。また、搬送領域Yの幅を３Ｘ以上とした場合、ポッド搬送装置１１８の駆動領域が広くなり、搬送に時間がかかったり、収納室の設置面積が増えたりしてしまうため、搬送領域Yの幅は３Ｘより小さくする方が良い。すなわち、搬送領域Ｙの幅はＸ＜Ｙ＜３Ｘとなるように構成されている。

また、水平方向の同一列に並んだ載置部１４０をそれぞれ独立させずに連結させても良い。すなわち、載置部１４０を複数のポッドが横一列に、例えば３つ載置された１つの棚とし、棚１段ごとに水平移動させてもよい。また、複数のポッドを載置できる載置部１４０と、１つのポッドのみを載置できる載置部１４０とを混在させても良い。このような構成にすることにより、装置仕様の最適化を図ることができ、また、複数のポッドを載置できるようにすることで、水平移動機構の数を減らすことができるため部品点数を減少させることができる。

基板処理装置１０で行われる成膜処理には、例えば、ＣＶＤ、ＰＶＤ、ＡＬＤ、Ｅｐｉ、その他酸化膜、窒化膜を形成する処理、金属を含む膜を形成する処理がある。更に、アニール処理、酸化処理、拡散処理等の処理でも構わない。

以下、本発明の好ましい実施の形態について記載する。

（付記１）本発明の一態様によれば、 基板を収容する収容容器を収納する収納棚を備えた収納室と、 前記収納室の天井部に設けられ、前記収容容器を搬送する収容容器搬送機構と、を有する基板処理装置が提供される。

（付記２） 付記１に記載の基板処理装置であって、好ましくは、 前記収納棚は前記収容容器を載置する水平移動可能な載置部を有する。

（付記３） 付記２に記載の基板処理装置であって、好ましくは、 前記載置部は前記収容容器を収納する待機位置と、前記収容容器を前記収容容器搬送機構に受渡しする受渡し位置との間で水平移動するよう構成される。

（付記４） 付記１〜３のいずれかに記載の基板処理装置であって、好ましくは、 前記収容容器搬送機構は前記天井部に設けられた走行路と、前記走行路に沿って移動する可動部とを有する。

（付記５）付記４記載の基板処理装置であって、好ましくは、 前記可動部は前記収容容器を保持する保持部と、前記保持部を昇降させる昇降部とを有する。

（付記６） 付記４または５に記載の基板処理装置であって、好ましくは、 前記収容容器を基板処理装置外から搬入出するロードポートと、前記収容容器の蓋を開閉するポッドオープナとをさらに有し、前記走行路は少なくとも前記ロードポートまたは前記ポッドオープナのいずれか１つへアクセスする位置で分岐している。

（付記７） 付記２〜６のいずれかに記載の基板処理装置であって、好ましくは、 前記収納棚は収納された各収容容器に対しそれぞれ１つずつ水平移動可能な載置部を有し、前記載置部は個別に水平移動可能であるよう構成される。

（付記８） 付記１〜７のいずれかに記載の基板処理装置であって、好ましくは、 前記搬送機構が前記収容容器を保持して搬送する時は、複数段から構成される前記収納棚のうち最上段に収納された収容容器の上面と、搬送される前記収容容器の下面とが少なくとも一部分重なる高さで前記収容容器が搬送されるよう構成される。

（付記９） 付記３〜８のいずれかに記載の基板処理装置であって、好ましくは、 前記載置部は前記収容容器を前記待機位置から前記受渡し位置へ水平移動させるよう構成され、前記水平移動の際に前記収容容器搬送機構は前記受渡し位置上部へ移動するよう構成される。

（付記１０） 付記１〜９のいずれかに記載の基板処理装置であって、好ましくは、 前記収容容器搬送機構は進行方向に対し前記収容容器の同一面を向けた状態で前記収容容器を搬送するよう構成される。

（付記１１） 付記１〜１０のいずれかに記載の基板処理装置であって、好ましくは、前記収納室の床部に設けられ、前記収容容器を収納する可動式の収納棚をさらに有する。

（付記１２） 本発明の他の態様によれば、 基板処理装置内の天井部に設けられた収容容器搬送機構によって基板を収容する収容容器を搬送する工程と、 前記収容容器内の前記基板を基板保持具に移載し処理室内で処理する工程と、を有する基板処理方法、収容容器搬送方法、および、半導体装置の製造方法が提供される。

（付記１３） 本発明のさらに他の態様によれば、 基板処理装置内の天井部に設けられた収容容器搬送機構によって基板を収容する収容容器を搬送する手順と、 前記収容容器内の前記基板を基板保持具に移載し処理室内で処理する手順と、をコンピュータに実行させるプログラム、および、該プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体が提供される。

（付記１４）本発明のさらに他の態様によれば、 基板を処理する処理室を少なくとも２つ備える基板処理装置であって、 基板を収容する収容容器を収納する収納棚を備えた収納室と、 前記収納室の天井部に設けられ、前記収容容器を搬送する収容容器搬送機構と、を有する基板処理装置が提供される。

（付記１５） 付記１４記載の基板処理装置であって、好ましくは、 前記少なくとも２つの処理室のうち１つの処理室において前記基板を処理している間に、他の処理室にて処理する基板が収納された収容容器を前記収容容器搬送機構にて搬送する。

本発明に係る基板処理装置、半導体装置の製造方法、記録媒体によれば、フットプリントを低減することが可能となる。

１０５ ポッド棚 １４０ 載置部 １２１ ポッドオープナ １３０ ポッド搬送装置 ２４１ コントローラ

Claims (9)

1. 基板を収容する収容容器を収納する収納棚を備えた収納室と、
   前記収納室内の天井部に設けられ、前記収容容器を前記収納室内で搬送する収容容器搬送機構と、を有し、
   前記収容容器搬送機構は、
   前記天井部に設けられた走行路と、
   前記収容容器を保持する保持部と前記保持部を昇降させる昇降部とで構成され、前記走行路に沿って前記天井部を移動する可動部と、を備え、
   前記収納棚は、
   前記収容容器を収納する待機位置と、前記天井部から降下させた前記保持部に前記収容容器を保持させ、前記収容容器搬送機構に前記収容容器を受け渡しする受け渡し位置との間で水平移動可能な載置部を備え、
   前記待機位置と前記受け渡し位置は前記収納室内に位置する基板処理装置。
2. 前記収容容器を基板処理装置内外へ搬入出するロードポートと、前記収容容器の蓋を開閉するポッドオープナとをさらに有し、前記走行路は少なくとも前記ロードポートまたは前記ポッドオープナのいずれか１つへアクセスする位置で分岐している請求項１の基板処理装置。
3. 前記収納棚は収納された各収容容器に対しそれぞれ１つずつ水平移動可能な載置部を有し、前記載置部は個別に水平移動可能であるよう構成される請求項１の基板処理装置。
4. 前記収容容器搬送機構が前記収容容器を保持して搬送する時は、搬送される前記収容容器の下部が、複数段から構成される前記収納棚のうち最上段に収納された収容容器の上部と重なり合う高さ以上の高さで前記収容容器が搬送されるよう構成される請求項１の基板処理装置。
5. 前記載置部は前記収容容器を前記待機位置から前記受渡し位置へ水平移動させるよう構成され、前記水平移動の際に前記収容容器搬送機構は前記受渡し位置上部へ移動するよう構成される請求項１の基板処理装置。
6. 前記収容容器搬送機構は進行方向に対し前記収容容器の同一面を向けた状態で前記収容容器を搬送する請求項１の基板処理装置。
7. 前記収納室の床部に設けられ、前記収容容器を収納する可動式の収納棚をさらに有する請求項１の基板処理装置。
8. 基板処理装置内の収容容器を収納する待機位置と、前記収容容器を前記収容容器搬送機構に受け渡しする受け渡し位置との間で水平移動可能な載置部を有する収納棚を備える収納室の天井部に設けられ、前記天井部に設けられた走行路と、前記収容容器を保持する保持部と前記保持部を昇降させる昇降部とで構成され、前記走行路に沿って前記天井部を移動する可動部とを備える収容容器搬送機構によって前記収容容器を搬送する工程と、
   前記収容容器内の基板を処理室内で処理する工程と、を有し、
   前記収容容器を搬送する工程では、
   前記収納室内に位置する前記受け渡し位置に水平移動された前記収容容器を、前記天井部から降下させた前記保持部に保持させて搬送する半導体装置の製造方法。
9. 基板処理装置内の収容容器を収納する待機位置と、前記収容容器を前記収容容器搬送機構に受け渡しする受け渡し位置との間で水平移動可能な載置部を有する収納棚を備える収納室の天井部に設けられ、前記天井部に設けられた走行路と、前記収容容器を保持する保持部と前記保持部を昇降させる昇降部とで構成され、前記走行路に沿って前記天井部を移動する可動部とを備える収容容器搬送機構によって前記収容容器を搬送する手順と、
   前記収容容器内の基板を基板保持具に移載し処理室内で処理する手順と、を有し、
   前記収容容器を搬送する手順では、
   前記収納室内に位置する前記受け渡し位置に水平移動された前記収容容器を、前記天井部から降下させた前記保持部に保持させて搬送するようにコンピュータによって前記基板処理装置に実行させるプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。