JP7608898B2 - 基板を処理する装置及び基板を搬送する方法 - Google Patents

基板を処理する装置及び基板を搬送する方法 Download PDF

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Description

本開示は、基板を処理する装置及び基板を搬送する方法に関する。
例えば、基板である半導体ウエハ（以下、「ウエハ」ともいう）に対する処理を実施する装置においては、ウエハを収容したキャリアと、処理が実行されるウエハ処理室との間でウエハの搬送が行われる。ウエハの搬送にあたっては、種々の構成のウエハ搬送機構が利用される。
例えば特許文献１には、磁力を利用してキャリアを浮上させ、当該キャリアを搬送方向に非接触搬送するためのガイド構造が記載されている。
特開２０２０－５００２５５号公報
本開示は、磁気浮上方式の基板搬送モジュールを用いて搬送される基板について、基板搬送モジュールが移動することのできない非走行領域を通る基板の搬送を補助する技術を提供する。
本開示は、基板処理室に対して基板を搬送して基板の処理を行う装置であって、
走行面側磁石が設けられた床面部と、前記基板処理室との間で基板の搬入出が行われる開口部が形成された側壁部とを有する基板搬送室と、
前記基板を保持する基板保持部と、前記走行面側磁石との間に反発力が働く浮上体側磁石と、を備え、前記反発力を用いた磁気浮上により、前記走行面側磁石が設けられた領域に形成された走行面を移動可能に構成された基板搬送モジュールと、
前記開口部を開閉すると共に、前記基板搬送モジュールが、前記磁気浮上により移動することのできない非走行領域を成すゲートバルブを介して前記基板搬送室に接続された前記基板処理室と、
基板搬送モジュールにより搬送される基板についての、前記非走行領域を介した前記基板搬送室と前記基板処理室内の基板の処理位置との間の搬送を補助する搬送補助機構と、を備え、
前記搬送補助機構は、前記走行面側磁石が設けられ、前記基板搬送室の前記床面部に収容された状態にて前記床面部と一体の前記走行面を形成する収容位置と、前記ゲートバルブが開状態にあるとき、前記非走行領域を覆うように前記走行面を形成する橋渡し位置との間を、前記基板搬送モジュールを載せた状態で移動自在に構成された橋渡しモジュールである、装置である。
本開示によれば、磁気浮上方式の基板搬送モジュールを用いて搬送される基板について、基板搬送モジュールが移動することのできない非走行領域を通る基板の搬送を補助することができる。
実施形態に係るウエハ処理システムの平面図である。 第１の搬送モジュールの平面図である。 第１の搬送モジュール及び床面部の透視斜視図である。 橋渡しモジュールの第１の構成図である。 橋渡しモジュールの第２の構成図である。 第２の搬送モジュールの平面図である。 第２の搬送モジュール及び床面部の縦断側面図である。 ウエハ支持モジュールの第１の作用図である。 ウエハ支持モジュールの第２の作用図である。 ウエハ支持モジュールの第３の作用図である。 ウエハ支持モジュールの第４の作用図である。 処理室内伸縮アームの第１の作用図である。 処理室内伸縮アームの第２の作用図である。 処理室内伸縮アームの第３の作用図である。 第２の実施形態に係るウエハ処理システムの平面図である。 複数のウエハ受け渡し部にウエハを保持した状態を示す側面図である。 真空搬送室の外部に磁気浮上用のタイルを設けた構成に係る縦断側面図である。 前記真空搬送室の外部に設けられたタイルの配置図である。
以下、本開示の実施の形態の「基板の処理を行う装置」であるウエハ処理システム１００の全体構成について、図１を参照しながら説明する。
図１には、ウエハＷを処理する基板処理室である、複数のウエハ処理室１１０を備えたマルチチャンバタイプのウエハ処理システム１００を示してある。図１に示すように、ウエハ処理システム１００は、ロードポート１４１と、大気搬送室１４０と、ロードロック室１３０と、真空搬送室１２０と、複数のウエハ処理室１１０とを備えている。以下の説明では、ロードポート１４１が設けられている側を手前側とする。
ウエハ処理システム１００において、ロードポート１４１、大気搬送室１４０、ロードロック室１３０、真空搬送室１２０は、手前側から水平方向にこの順に配置されている。また複数のウエハ処理室１１０は、手前側から見て、真空搬送室１２０の左右に並べて設けられている。
ロードポート１４１は、処理対象のウエハＷを収容するキャリアＣが載置される載置台として構成され、手前側から見て左右方向に４台並べて設置されている。キャリアＣとしては、例えば、ＦＯＵＰ（Front Opening Unified Pod）などを用いることができる。
大気搬送室１４０は、大気圧（常圧）雰囲気となっており、例えば清浄空気のダウンフローが形成されている。また、大気搬送室１４０の内部には、ウエハＷを搬送するウエハ搬送機構１４２が設けられている。大気搬送室１４０内のウエハ搬送機構１４２は、キャリアＣとロードロック室１３０との間でウエハＷの搬送を行う。また大気搬送室１４０の例えば左側面にはウエハＷのアライメントを行うアライメント室１５０が設けられている。
真空搬送室１２０と大気搬送室１４０との間には３つのロードロック室１３０が左右に並べて設置されている。ロードロック室１３０は、搬入されたウエハＷを下方から突き上げて保持する昇降ピン１３１を有する。昇降ピン１３１は、周方向等間隔に３本設けられ昇降自在に構成されている。ロードロック室１３０は、大気圧雰囲気と真空雰囲気とを切り替えることができるように構成されている。
ロードロック室１３０と大気搬送室１４０とは、ゲートバルブ１３３を介して接続されている。またロードロック室１３０と真空搬送室１２０とは、ゲートバルブ１３２を介して接続されている。
真空搬送室１２０は、不図示の真空排気機構により、真空雰囲気に減圧されている。真空搬送室１２０は本実施の形態の基板搬送室に相当している。図１に示す例では、真空雰囲気下でウエハＷの搬送が行われる真空搬送室１２０は、前後方向に長い、平面視、矩形状の筐体により構成されている。本例のウエハ処理システム１００において、真空搬送室１２０の左右側の側壁部には、各々３基、合計６基のウエハ処理室１１０が設けられている。図１に記載の真空搬送室１２０の内部を手前側から見て、前段、中段、後段の３つの領域に区画すると、ウエハ処理室１１０は、各領域を左右から挟んで対向するように設置されている。
各ウエハ処理室１１０が接続される真空搬送室１２０の側壁部には、ウエハ処理室１１０との間でウエハＷの搬入出が行われる開口部１２１が形成されている。
各ウエハ処理室１１０は、既述の開口部１２１の開閉を行うゲートバルブ１６０を介して真空搬送室１２０に接続されている。各ウエハ処理室１１０は、不図示の真空排気機構により、真空雰囲気に減圧された状態で、その内部に設けられた載置台１１１に対してウエハＷが載置され、このウエハＷに対して所定の処理が実施される。載置台１１１におけるウエハＷの載置領域は、当該ウエハＷの処理位置に相当する。ウエハ処理室１１０は、搬入されたウエハＷを下方から突き上げて保持する昇降ピン１１２を有する。昇降ピン１１２は、周方向等間隔に３本設けられ昇降自在に構成されている。
ウエハＷに対して実施する処理としては、エッチング処理、成膜処理、クリーニング処理、アッシング処理などを例示することができる。
載置台１１１には、例えばウエハＷを予め設定された温度に加熱する不図示のヒータが設けられている。ウエハＷに対して実施する処理が処理ガスを利用するものである場合、ウエハ処理室１１０には、シャワーヘッドなどにより構成される図示しない処理ガス供給部が設けられる。また、ウエハ処理室１１０には、処理ガスをプラズマ化するプラズマ形成機構を設けてもよい。
真空搬送室１２０内には、角板状に構成された第１の搬送モジュール２０と、フォーク状の基板保持部を有するアーム部３２を備えた第２の搬送モジュール３０とが収容されている。第１、２の搬送モジュール２０、３０は、夫々磁気浮上により真空搬送室１２０内を移動可能に構成されている。第１、２の搬送モジュール２０、３０は、本実施の形態の基板搬送モジュールに相当する。
本例のウエハ処理システム１００においては、手前側から見て左右２基のロードロック室１３０と、前段側及び中段側の４基のウエハ処理室１１０との間では、第１の搬送モジュール２０を用いてウエハＷの搬送が行われる。また、手前側から見て中央の１基のロードロック室１３０と、後段側の２基のウエハ処理室１１０との間では、第２の搬送モジュール３０を用いてウエハＷの搬送が行われる。
ウエハ処理システム１００は、後述の走行面側コイル１５やウエハ処理室１１０などを制御する制御部９を備える。制御部９は、ＣＰＵと記憶部とを備えたコンピュータにより構成され、ウエハ処理システム１００の各部を制御するものである。記憶部には各搬送モジュール２０、３０やウエハ処理室１１０の動作などを制御するためのステップ（命令）群が組まれたプログラムが記録されている。このプログラムは、例えばハードディスク、コンパクトディスク、マグネットオプティカルディスク、メモリカードなどの記憶媒体に格納され、そこからコンピュータにインストールされる。
以下、図２～図５を参照して、第１の搬送モジュール２０を利用したウエハＷの搬送、及び処理に関連する機器の構成を詳細に説明する。
図２、図３に示すように、第１の搬送モジュール２０は、直径が３００ｍｍのウエハＷが載置され、保持される基板保持部であるステージ２を備える。例えばステージ２は、一辺が３００ｍｍ余りの扁平な角板状に形成される。
第１の搬送モジュール２０は、ウエハ処理室１１０、ロードロック室１３０内に進入し、昇降ピン１１２、１３１との間でウエハＷの受け渡しを行う。第１の搬送モジュール２０には、昇降ピン１１２、１３１との干渉を避けつつウエハＷの受け渡しを行うためのスリット２１が形成される。昇降ピン１１２、１３１は、ウエハ処理室１１０やロードロック室１３０の床面から突出した状態でウエハＷを保持する。スリット２１は、昇降ピン１１２、１３１に保持されたウエハＷの下方位置にステージ２を進入、退出させるにあたり、昇降ピン１１２、１３１が通過する軌道に沿って形成されている。またスリット２１は、ウエハＷの下方位置への進入方向を１８０°反転させることも可能なように形成されている。上述の構成により、第１の搬送モジュール２０と昇降ピン１１２、１３１とが干渉せず、第１の搬送モジュール２０とウエハＷとの中心が揃うように上下に配置することができる。
図３に模式的に示すように、真空搬送室１２０の床面部１０、及び第１の搬送モジュール２０が進入するロードロック室１３０、ウエハ処理室１１０の床面部１０には、その内部に各々、複数の走行面側コイル１５が配列されている。走行面側コイル１５は、不図示の電力供給部から電力が供給されることにより磁場を発生する。走行面側コイル１５は、本実施の形態の走行面側磁石に相当する。
一方、第１の搬送モジュール２０の内部には、例えば永久磁石により構成される複数のモジュール側磁石３５が配列されている。モジュール側磁石３５に対しては、走行面側コイル１５によって生成される磁場との間に反発力が働く。この作用により床面部１０の走行面側コイル１５が設けられた領域である走行面にて第１の搬送モジュール２０を磁気浮上させることができる。また、走行面側コイル１５によって生成する磁場の強さや位置を調節することにより、走行面上で第１の搬送モジュール２０を所望の方向に移動させることや、浮上量の調節、第１の搬送モジュール２０の向きの調節を行うことができる。
第１の搬送モジュール２０に設けられたモジュール側磁石３５は、本実施の形態の浮上体側磁石に相当する。なお、複数のモジュール側磁石３５は、第１の搬送モジュール２０内に設けられたバッテリーより電力が供給され、電磁石として機能するコイルによって構成したり、永久磁石及びコイルの双方を設けて構成したりしてもよい。
上述の構成を備える第１の搬送モジュール２０は、既述のようにウエハ処理室１１０、ロードロック室１３０内に進入して昇降ピン１１２、１３１との間でウエハＷの受け渡しを行う。一方で、真空搬送室１２０とウエハ処理室１１０との間に設けられているゲートバルブ１６０や、真空搬送室１２０とロードロック室１３０との間に設けられているゲートバルブ１３２には、第１の搬送モジュール２０の磁気浮上用のコイルが設けられていない。このため、ゲートバルブ１６０、１３２が設けられている領域は、第１の搬送モジュール２０が移動することのできない非走行領域となる場合がある。
そこで本例のウエハ処理システム１００には、第１の搬送モジュール２０により搬送されるウエハＷについての、非走行領域を介した搬送を補助する橋渡しモジュール５が設けられている。以下、図４、図５を参照しながら、真空搬送室１２０とウエハ処理室１１０との間に設けられたゲートバルブ１６０が非走行領域となっている場合を例に挙げて橋渡しモジュール５の構成について説明する。
なお、以下に説明する図４、図５には、各ウエハ処理室１１０に併設される機器の配置関係を説明するための副座標（Ｘ’－Ｙ’―Ｚ’座標）を併記してある。副座標は、真空搬送室１２０から見て、ウエハ処理室１１０に正対する位置を手前側として、Ｙ’方向を前後方向、Ｘ’方向を左右方向として設定している（図８Ａ～図１０Ｃにおいて同じ）。
図４、図５に示すように、ゲートバルブ１６０は、真空搬送室１２０の側壁と、ウエハ処理室１１０の側壁との間に配置され、真空搬送室１２０側の開口部１２１に連通する搬入出口１６３が形成された弁箱１６２と、搬入出口１６３を開閉する弁体１６１と、弁棒１６４を介して弁体１６１に接続され、弁体１６１を移動させる駆動部１６５と、を備える。
駆動部１６５は、弁体１６１により搬入出口１６３を閉じる閉止位置（図４）と、弁箱１６２内の下方側へ弁体１６１を退避させて搬入出口１６３を開放する開放位置（図５）との間で弁体１６１を昇降移動及び前後移動させる。また弁体１６１の側面には、弁体１６１を閉止位置に移動させた際に、搬入出口１６３の周囲の弁箱１６２の本体と密着して、搬入出口１６３を気密に塞ぐシール部材１６１ａが設けられている。
上述の構成を備える弁箱１６２において、弁箱１６２の内部は、弁体１６１が移動する空間となっているため、走行面側コイル１５を配置することができない。一方で第１の搬送モジュール２０は、例えばその進行方向に沿ってみた全長の半分よりも長い寸法の非走行領域を超えて移動することは困難な場合がある。このため、何らの対策も行わずに真空搬送室１２０とウエハ処理室１１０との間で第１の搬送モジュール２０を移動させると、弁箱１６２内や搬入出口１６３の形成領域に第１の搬送モジュール２０が落下して、浮上状態を回復することができなくなってしまうおそれがある。
そこで図１や図４、図５に示すように、真空搬送室１２０には、ウエハ処理室１１０やロードロック室１３０との間での第１の搬送モジュール２０の進入、退出を補助する橋渡しモジュール５が設けられている。
図４、図５の縦断側面図に示すように、真空搬送室１２０の床面部１０には、当該真空搬送室１２０から見て手前側の領域に、橋渡しモジュール５を収容するための凹部状の収容領域１２２が形成されている。収容領域１２２の底面部１２３には、複数の走行面側コイル１２４が配列され、不図示の電力供給部から電力が供給されることにより磁場を発生する。走行面側コイル１２４は、底面部１２３に橋渡しモジュール５の走行面を形成するための橋渡しモジュール５用の走行面側磁石に相当する。
橋渡しモジュール５は、上述の収容領域１２２内に収容され、底面部１２３上に配置される。本例の橋渡しモジュール５は、角板状の２枚の基台板５２と橋渡し板５１とを下方側からこの順に積層した構成となっている。
基台板５２の内部には、例えば永久磁石により構成される複数のモジュール側磁石５４が配列されている。モジュール側磁石５４に対しては、走行面側コイル１２４によって生成される磁場との間に反発力が働く。この作用により底面部１２３の走行面側コイル１２４が設けられた領域に設定された走行面にて橋渡しモジュール５を磁気浮上させ、所望の方向に移動させることや、浮上量の調節などを行うことができる。
基台板５２に設けられたモジュール側磁石５４は、本実施の形態の橋渡しモジュール用の浮上体側磁石に相当する。なお、複数のモジュール側磁石５４は、基台板５２内に設けられたバッテリーより電力が供給され、電磁石として機能するコイルによって構成してもよい。また、永久磁石及びコイルの双方を設けてモジュール側磁石５４を構成してもよいことについては、第１の搬送モジュール２０の場合と同様である。
また、橋渡し板５１の内部には、複数の走行面側コイル５３が配列されている。走行面側コイル５３は、不図示の電力供給部から電力が供給されることにより磁場を発生する。そして、これら走行面側コイル５３が設けられた領域についても、第１の搬送モジュール２０の走行面となり、第１の搬送モジュール２０を磁気浮上させ、所望の方向に移動させることや、浮上量の調節などを行うことができる。この観点で、走行面側コイル５３は、橋渡しモジュール５に設けられた走行面側磁石に相当する。
また、図４、図５に示すように、橋渡しモジュール５の前後方向に沿って見たとき、上段側の橋渡し板５１の長さ寸法は、下段側の基台板５２の長さ寸法よりも大きく設定されている。さらに橋渡しモジュール５は、上段側の橋渡し板５１の端部が、ゲートバルブ１６０の配置領域側へ向けて突出した状態となるように構成されている。
上述の構成を備えた橋渡しモジュール５は、その上面に第１の搬送モジュール２０を載せた状態で図４に示す収容位置と、図５に示す橋渡し位置との間を移動することができる。収容位置は、真空搬送室１２０の床面部１０に形成された収容領域１２２に橋渡しモジュール５が収容された状態にて、床面部１０と一体の走行面を形成する位置に相当する。また、橋渡し位置は、ゲートバルブ１６０が開状態にあるとき、当該ゲートバルブ１６０が設けられている領域である非走行領域を覆うように走行面を形成する位置に相当する。
以上に説明した構成を備えるウエハ処理システム１００について、第１の搬送モジュール２０を用いてウエハＷの搬送を行い、ウエハ処理室１１０にてウエハＷの処理を行う動作の一例について説明する。
初めに、ロードポート１４１に対し、処理対象のウエハＷを収容したキャリアＣが載置されると、大気搬送室１４０内のウエハ搬送機構１４２によって、キャリアＣからウエハＷが取り出される。次いで、ウエハＷは、アライメント室１５０に搬送されてアライメントが行われる。さらにウエハ搬送機構１４２によりアライメント室１５０からウエハＷが取り出されると、ウエハ処理システム１００の手前側から見て左右いずれかのロードロック室１３０のゲートバルブ１３３が開かれる。
次いでウエハ搬送機構１４２は左右いずれかのロードロック室１３０に進入し、昇降ピン１３１は、ウエハＷを突き上げて受け取る。しかる後、ウエハ搬送機構１４２がロードロック室１３０から退避すると、ゲートバルブ１３３が閉じられる。さらにロードロック室１３０内が大気圧雰囲気から真空雰囲気へと切り替えられる。
ロードロック室１３０内が真空雰囲気となったら、真空搬送室１２０側のゲートバルブ１３２が開かれる。このとき真空搬送室１２０内では、ロードロック室１３０と正対する位置に配置された橋渡しモジュール５上にて、第１の搬送モジュール２０が待機している。そして、後述するウエハ処理室１１０側の橋渡しモジュール５と同様の動作により、橋渡しモジュール５を利用してロードロック室１３０内に第１の搬送モジュール２０を進入させる。
そして、ロードロック室１３０の床面部１０との間に働く反発力を用いた磁気浮上により、ロードロック室１３０内で第１の搬送モジュール２０を移動させる。次いで、昇降ピン１３１に支持されたウエハＷの下方に第１の搬送モジュール２０を位置させ、昇降ピン１３１を降下させて第１の搬送モジュール２０にウエハＷを受け渡す。
しかる後、ウエハＷを保持した第１の搬送モジュール２０は、進入時とは反対の順序で橋渡しモジュール５を用いてロードロック室１３０から退出する。
真空搬送室１２０内に戻った第１の搬送モジュール２０は、床面部１０との間に働く反発力を利用した磁気浮上により、真空搬送室１２０内を移動する。そして、前段側及び中段側の４基のウエハ処理室１１０のうち、搬送対象のウエハＷの処理が行われるウエハ処理室１１０に向けて移動する。
搬送先のウエハ処理室１１０に正対する位置では、図４に示すように、橋渡しモジュール５が収容位置にて待機している。例えば真空搬送室１２０内の床面部１０の上面と、収容位置の橋渡しモジュール５の上面とは、ほぼ面一の状態となっており、走行面側コイル１５、５３が配置されている領域に、一体の走行面が形成されている。そこで第１の搬送モジュール２０は、磁気浮上した状態を維持したまま、真空搬送室１２０の床面部１０側から橋渡しモジュール５上へ移動することができる。このとき、図４に示すように、一旦、磁気浮上の状態を解除し、橋渡しモジュール５上に第１の搬送モジュール２０を載置してもよい。
次いで、ゲートバルブ１６０の弁体１６１を移動させ、搬入出口１６３を開く。しかる後、収容領域１２２の底面部１２３との間に働く反発力を用いた磁気浮上により、収容位置から橋渡し位置まで橋渡しモジュール５を移動させる。橋渡し位置に移動した橋渡しモジュール５は、橋渡し板５１の先端の突出した部分を搬入出口１６３内に挿入するように配置される。この結果、橋渡しモジュール５は、ゲートバルブ１６０が設けられている領域である非走行領域を覆う状態となる。
橋渡しモジュール５が橋渡し位置に移動した後、第１の搬送モジュール２０は、磁気浮上により、橋渡しモジュール５の走行面からウエハ処理室１１０内の床面部１０の走行面へと移動する。ウエハ処理室１１０内に進入した第１の搬送モジュール２０は、昇降ピン１１２の配置領域へ移動する。そして、昇降ピン１１２を上昇させることにより、第１の搬送モジュール２０に保持されたウエハＷを下方側から突き上げて受け取る。
ウエハＷを受け渡した第１の搬送モジュール２０は、橋渡し位置にて待機している橋渡しモジュール５まで移動し、進入時とは反対の経路でウエハ処理室１１０内から退避する。第１の搬送モジュール２０が退避した後、昇降ピン１１２は下方側に降下して、ウエハＷを載置台１１１に受け渡す。
以上に説明した橋渡しモジュール５の動作は、非走行領域を介した真空搬送室１２０と処理位置との間のウエハＷの搬送を補助する搬送補助機構の役割を果たしている。
第１の搬送モジュール２０がウエハ処理室１１０から退避したら、弁体１６１により、真空搬送室１２０の開口部１２１へ連通する搬入出口１６３を閉じる（開口部１２１を閉じる）。
一方、載置台１１１上に載置されたウエハＷは、ヒータにより加熱され、処理ガス供給部を介して処理ガスを供給し、また必要に応じて処理ガスをプラズマ化することにより、所定の処理が実行される。
こうして予め設定した期間、ウエハＷの処理を実行したら、ウエハＷの加熱を停止すると共に、処理ガスの供給を停止する。また、必要に応じてウエハ処理室１１０内に冷却用ガスを供給し、ウエハＷの冷却を行ってもよい。しかる後、搬入時とは逆の手順で、ウエハ処理室１１０内に第１の搬送モジュール２０を進入させ、ウエハ処理室１１０から、真空搬送室１２０を介してロードロック室１３０にウエハＷを戻す。
さらに、ロードロック室１３０の雰囲気を大気圧雰囲気に切り替えた後、大気搬送室１４０側のウエハ搬送機構１４２によりロードロック室１３０内のウエハＷを取り出し、所定のキャリアＣに戻す。
以上に説明した実施の形態によれば、第１の搬送モジュール２０を用いて搬送されるウエハＷについて、非走行領域を通るウエハＷの搬送を、橋渡しモジュール５を用いて補助することができる。
ここで、収容位置と橋渡し位置との間で橋渡しモジュール５を移動させる手法は、磁気浮上による場合に限定されない。例えば真空搬送室１２０に対して、橋渡しモジュール５を移動させる機械式の移動機構を設け、当該移動機構を用いてこれらの位置を移動させてもよい。
続いて、図１に示す第２の搬送モジュール３０によって搬送されるウエハＷについて、真空搬送室１２０内のウエハ受け渡し部４、及びウエハ処理室１１０内の処理室内基板搬送部を用いて非走行領域を通るウエハＷの搬送を補助する例について説明する。
図１及び図６、図７に示すように、第２の搬送モジュール３０は、第１の搬送モジュール２０とほぼ同じ幅寸法を有する角板状の浮上体部３１を備える。この浮上体部３１に対しては、横方向に延在するように設けられ、ウエハＷを水平に保持するアーム部３２が設けられている。アーム部３２の先端部には、３本の昇降ピン４１、１３１が設けられた領域を左右から囲むように配置可能なフォークが設けられている。フォークは、第２の搬送モジュール３０における基板保持部に相当する。
ここで、ウエハ処理室１１０との間に既述の非走行領域が存在する場合であっても、十分な長さを有するアーム部３２を用いれば、ウエハ処理室１１０内にアーム部３２を挿入して処理位置にウエハＷを搬送することはできる。しかしながら、アーム部３２を長くするほど、狭い面内で第２の搬送モジュール３０の方向転換を行うことが困難となるため、真空搬送室１２０を大型化せざるを得ないおそれが生じる。
一方で、アーム部３２を備えた第２の搬送モジュール３０を使用することにより、モジュール側磁石３５が設けられている浮上体部３１とアーム部３２に保持されたウエハＷとを離間させることができる。この結果、ウエハＷに対するモジュール側磁石３５の磁気の影響を低減することができる。この観点で、アーム部３２を備えた第２の搬送モジュール３０の使用にはメリットがある。
そこで、本例のウエハ処理システム１００は、アーム部３２をウエハ処理室１１０内に挿入せず、真空搬送室１２０に配置されたウエハ受け渡し部４と、ウエハ処理室１１０内に設けられた処理室内基板搬送部との間でウエハＷの受け渡しを行う構成となっている。
処理室内基板搬送部の構成例としては、図８Ａ～図９Ｂを用いて説明するウエハ支持モジュール１７０を用いる場合と、図１０Ａ～図１０Ｃを用いて説明する処理室内伸縮アーム１８０を用いる場合との２例について説明する。
ウエハ受け渡し部４は、真空搬送室１２０の開口部１２１に臨む位置、即ち、真空搬送室１２０に接続されたウエハ処理室１１０に臨む位置に設けられている。既述のように、図１に示すウエハ処理システム１００においては、後段の２基のウエハ処理室１１０に対して第２の搬送モジュール３０を用いたウエハＷの搬送が行われる。従って、ウエハ受け渡し部４についても、これら２基のウエハ処理室１１０に臨む位置に設けられている。ウエハ受け渡し部４は、第２の搬送モジュール３０との間でウエハＷの受け渡しが行われ、受け渡されたウエハＷを保持する基板受け渡し部に相当する。
本例のウエハ受け渡し部４には、３本の昇降ピン４１が、平面視したとき、三角形の支持面を成すように設けられている。昇降ピン４１は、不図示の昇降機構により、真空搬送室１２０の床面部１０から突没するように構成されており、ウエハＷを下方側から突き上げて保持する。なお図１中には、昇降ピン４１に支持されたウエハＷを真空搬送室１２０の底面に投影した領域をウエハ受け渡し部４として破線で示している。
一方、ウエハ処理室１１０内には、ウエハＷの処理位置とウエハ受け渡し部４との間でウエハＷの搬送を行う処理室内基板搬送部が設けられている。
図８Ａ～図９Ｂには、処理室内基板搬送部の一の構成例であるウエハ支持モジュール１７０を設けた例を示している。これらの図には、図示を省略してあるが、ウエハ処理室１１０の床面部１０には、例えば図４に示すウエハ処理室１１０の床面部と同様に、複数の走行面側コイル１５が配列されている。
ウエハ支持モジュール１７０は、ウエハ処理室１１０の床面部１０に設けられた走行面側コイル１５との間に働く反発力を用いた磁気浮上により、ウエハＷの搬送を行うことができる。この観点で、ウエハ処理室１１０の床面部１０に設けられた走行面側コイル１５は、ウエハ支持モジュール１７０用の走行面を形成するための走行面側磁石に相当する。
一方、図８Ａや図９Ａに示すように、ウエハ処理室１１０内には２つのウエハ支持モジュール１７０が配置されている。各ウエハ支持モジュール１７０は、板面を垂直方向に向けて配置された角板状の浮上体部１７１と、浮上体部１７１の板厚面の上端部から、横方向に延在するように設けられた角棒状の支持部１７２とを備える。浮上体部１７１の内部には、例えば永久磁石により構成される複数のモジュール側磁石１７３が配列されている（図９Ａ、図９Ｂ）。モジュール側磁石１７３に対しては、走行面側コイル１５によって生成される磁場との間に反発力が働く。この作用によりウエハ処理室１１０の床面部１０における走行面側コイル１５が設けられた領域に設定された走行面にて、ウエハ支持モジュール１７０を磁気浮上させることができる。モジュール側磁石１７３は、ウエハ支持モジュール１７０用の浮上体側磁石に相当する。
図８Ａに示すように、２つのウエハ支持モジュール１７０は、平面視したとき載置台１１１を挟んで配置される。また、各浮上体部１７１は、支持部１７２の先端部をゲートバルブ１６０側、即ち、真空搬送室１２０の開口部１２１側へ向けて配置される。
上述した構成のウエハ支持モジュール１７０によれば、磁気浮上によって移動する２つのウエハ支持モジュール１７０が互いに協働し、各々の支持部１７２に共通のウエハＷを支持することができる。これら２つのウエハ支持モジュール１７０が、本実施の形態の処理室内基板搬送部に相当する。
以上に説明した構成のウエハ支持モジュール１７０とウエハ受け渡し部４との間のウエハＷの搬送動作について説明する。図８Ａ、図８Ｂでは、ウエハ処理室１１０における処理が終了したウエハＷを搬出する動作の例を示している。
図８Ａにおいて、ウエハＷの処理の期間中、ウエハ支持モジュール１７０は、ウエハ処理室１１０内で待機している。このとき、処理ガスやプラズマなどの影響を避けるために、シャッターを用いて、ウエハ支持モジュール１７０の待機領域とウエハＷの処理空間とを区画してもよい。
搬送対象のウエハＷの処理が終わったら、昇降ピン１１２によりウエハＷを突き上げて上昇させる。しかる後、各ウエハ支持モジュール１７０を磁気浮上させ、ウエハＷの下方側へ支持部１７２を移動させる。このとき、図９Ａに示すように、ウエハ支持モジュール１７０を浮上させ、ウエハＷの近傍まで移動させた後、鉛直軸回りにウエハ支持モジュール１７０を回転させる。こうしてウエハＷの下方側に支持部１７２を進入させた後、ウエハＷを降下させることにより、昇降ピン１１２からウエハ支持モジュール１７０にウエハＷが受け渡される（図９Ｂ）。また、ウエハ支持モジュール１７０の鉛直軸回りの回転動作を加えることにより、平面視したとき、２つのウエハ支持モジュール１７０は互いに斜めに対向する状態でウエハＷを保持する。
次いで、ゲートバルブ１６０が開かれると、ウエハＷを保持したウエハ支持モジュール１７０は、真空搬送室１２０側へ向けて移動する。そして図８Ｂに示すように浮上体部１７１をウエハ処理室１１０内に位置させたまま、ウエハＷを保持している支持部１７２については、ゲートバルブ１６０が設けられている非走行領域を通過させる。この結果、真空搬送室１２０の開口部１２１から支持部１７２を突出させてウエハ受け渡し部４までウエハＷの搬送を行うことがきる。
また、ウエハ処理室１１０へのウエハＷの搬入時には、上述の動作とは反対の手順で搬送が行われる。
次いで、処理室内基板搬送部の他の構成例である処理室内伸縮アーム１８０を用いる場合について、図１０Ａ～図１０Ｃを参照しながら説明する。
処理室内伸縮アーム１８０は、ウエハＷを保持した状態で伸縮自在な多関節アームとして構成されている。処理室内伸縮アーム１８０は、ウエハ処理室１１０内に配置され、ウエハＷの処理位置となる載置台１１１と、ゲートバルブ１６０との間の領域に配置される。ここで、ウエハＷの処理の期間中にウエハ処理室１１０に供給される処理ガスやプラズマなどの影響を避けるためにシャッター１１３を設けてもよい（図１０Ｂ、図１０Ｃ）。シャッター１１３は、処理位置に配置されたウエハＷの処理の期間中に、ウエハＷの処理が行われている空間と、シャッター１１３が配置されている空間とを区画する役割を果たす。
処理室内伸縮アーム１８０とウエハ受け渡し部４との間のウエハＷの搬送動作について説明する。図１０Ａ～図１０Ｃでは、ウエハ処理室１１０における処理が終了したウエハＷを搬出する動作の例を示している。
搬送対象のウエハＷの処理が終わったら、昇降ピン１１２によりウエハＷを突き上げて上昇させる。しかる後、載置台１１１側へ向けて処理室内伸縮アーム１８０を伸張させ、処理室内伸縮アーム１８０の先端に設けられたウエハ保持部をウエハＷの下方側へ進入させる。その後、ウエハＷを降下させることにより、昇降ピン１１２から処理室内伸縮アーム１８０にウエハＷが受け渡される（図１０Ａ）。
次いで、ゲートバルブ１６０が開かれると、ウエハＷを保持した処理室内伸縮アーム１８０は、縮退した後、伸張方向を反転させる。そして図１０Ｂに示すようにウエハＷを保持した状態で非走行領域を通過し、ウエハ受け渡し部４までのウエハＷの搬送を行う。ウエハ受け渡し部４にウエハＷを受け渡した後、処理室内伸縮アーム１８０はウエハ処理室１１０内に退避する。しかる後、第２の搬送モジュール３０がウエハ受け渡し部４からウエハＷを受け取り、真空搬送室１２０内における搬送を実行する。
また、ウエハ処理室１１０へのウエハＷの搬入時には、上述の動作とは反対の手順で搬送が行われる。
図１に示したウエハ処理システム１００において、上述した構成のウエハ受け渡し部４と、ウエハ支持モジュール１７０または処理室内伸縮アーム１８０とは、手前側から見て中央に配置されたロードロック室１３０に対しても設けられている。
なお、図１においては、後段側のウエハ処理室１１０及び中央のロードロック室１３０内におけるウエハ支持モジュール１７０や処理室内伸縮アーム１８０の記載は省略してある。
以上に説明した構成を備えるウエハ処理システム１００について、第２の搬送モジュール３０を用いてウエハＷの搬送を行い、ウエハ処理室１１０にてウエハＷの処理を行う動作の一例について説明する。
既述の第１の搬送モジュール２０を用いたウエハＷの搬送の場合と同様の手順により、手前側から見て中央のロードロック室１３０に処理対象のウエハＷが搬入される。このロードロック室１３０の内部が真空雰囲気となったら、真空搬送室１２０側のゲートバルブ１３２が開かれる。そして、ロードロック室１３０内に設けられたウエハ支持モジュール１７０または処理室内伸縮アーム１８０を用い、真空搬送室１２０側に配置されたウエハ受け渡し部４にウエハＷを受け渡す。
ウエハ受け渡し部４に保持されたウエハＷは、磁気浮上により移動する第２の搬送モジュール３０のアーム部３２に受け渡され、後段側の２基のウエハ処理室１１０のうち、当該ウエハＷの処理が行われるウエハ処理室１１０に向けて移動する。
搬送先のウエハ処理室１１０の手前側には、ウエハ受け渡し部４が設けられている。ウエハ受け渡し部４に第２の搬送モジュール３０を移動させた後、床面側に降下している昇降ピン４１を上昇させる。この動作により、アーム部３２から昇降ピン４１へウエハＷが受け渡される。
このとき、図１０Ｃに示すように、ウエハ処理室１１０を斜め前方に見ながら昇降ピン４１の配置領域へ向けて進入、または退出するように、第２の搬送モジュール３０の移動経路を設定してもよい。この経路設定により、ウエハ処理室１１０に正対する方向から進入、または退出するように経路を設定する場合と比較して、第２の搬送モジュール３０の移動経路がコンパクトになり、真空搬送室１２０の大型化を抑制することができる。
次いで、ゲートバルブ１６０を開き、ウエハ処理室１１０内のウエハ支持モジュール１７０または処理室内伸縮アーム１８０を用い、既述の動作により昇降ピン４１に保持されたウエハＷを受け取り、載置台１１１へ搬送する。そして、載置台１１１へ側の昇降ピン１１２を上昇させることにより、ウエハＷを受け取る。その後、ウエハ支持モジュール１７０または処理室内伸縮アーム１８０を退避させ、ウエハＷを降下させて処理位置にウエハＷを載置する。処置位置にウエハＷが載置されたら、ゲートバルブ１６０を閉じ（開口部１２１を閉じ）、所定の手順でウエハＷの処理を行う。ウエハＷの処理後は、搬入時とは反対の手順でウエハＷの搬出を行う。
以上に説明したウエハ受け渡し部４と、ウエハ支持モジュール１７０または処理室内伸縮アーム１８０とは、非走行領域を介した真空搬送室１２０と処理位置との間のウエハＷの搬送を補助する搬送補助機構の役割を果たしている。
上述の実施の形態によれば、第２の搬送モジュール３０を用いて搬送されるウエハＷについて、非走行領域を通るウエハＷの搬送を、ウエハ受け渡し部４及びウエハ支持モジュール１７０、処理室内伸縮アーム１８０を用いて補助することができる。
ここで図１には、説明の便宜上、共通の真空搬送室１２０内に異なる構成の搬送モジュール２０、３０を配置した例について説明した。一方で、この例に限定されず、真空搬送室１２０にいずれか一方の搬送モジュール２０、３０を配置してウエハＷの搬送を行ってもよい。
さらに、図６～図１０Ｃを用いて説明した実施の形態では、アーム部３２の長さの影響を説明する観点から、第２の搬送モジュール３０とウエハ受け渡し部４、処理室内基板搬送部（ウエハ支持モジュール１７０、処理室内伸縮アーム１８０）とを組み合わせて用いる例について説明した。
一方で、例えばアーム部３２を備えた第２の搬送モジュール３０を用い、搬送補助機構である橋渡しモジュール５を利用して第２の搬送モジュール３０によりウエハＷの搬送を行ってもよい。このとき、第２の搬送モジュール３０をウエハ処理室１１０内に進入させることは必須の要件ではない。例えば橋渡し位置に移動した橋渡しモジュール５上で、アーム部３２のみをウエハ処理室１１０内に挿入してウエハＷの受け渡しを行ってもよい。
また、角板状の第１の搬送モジュール２０を用い、搬送補助機構であるウエハ受け渡し部４と処理室内基板搬送部（ウエハ支持モジュール１７０、処理室内伸縮アーム１８０）とを利用してウエハＷの搬送を行うことも可能である。
次いで図１１に示すウエハ処理システム１００ａは、平面視したとき、真空搬送室１２０ａが５角形以上の多角形（図１１の例では１２角形）に構成されている。当該ウエハ処理システム１００ａは、この真空搬送室１２０ａの複数の側壁面（図１１の例では７つの側壁面）に、各々、ウエハ処理室１１０を接続した構成となっている。このような構成のウエハ処理システム１００ａにおいては、従来、真空搬送室１２０ａの中央部に伸縮式の多関節アームを配置し、当該多関節アームを用いて各ウエハ処理室１１０との間でのウエハＷの搬入出を行う場合があった。
しかしながら、共通の真空搬送室１２０ａに対して多数のウエハ処理室１１０を接続するほど、これらのウエハ処理室１１０を配置するスペースが増大する。このため、多角形の真空搬送室１２０ａの中心からウエハ処理室１１０までの距離は長くなってしまう。一方、多関節アームの伸縮によってウエハＷを搬送可能な距離には限界がある。このため、真空搬送室１２０ａに多くのウエハ処理室１１０を接続することが困難な場合があった。
この点、図１１に示すウエハ処理システム１００ａは、第２の搬送モジュール３０と、ウエハ受け渡し部４及び処理室内基板搬送部（ウエハ支持モジュール１７０または処理室内伸縮アーム１８０、図１１においては不図示）とを用いてウエハＷの搬送を行う。第２の搬送モジュール３０を用いることにより、多関節アームの伸縮範囲の制約を受けずに、ウエハＷの搬送を行うことができる。
また、図１１に示すウエハ処理システム１００ａでは、真空搬送室１２０ａには複数のウエハ処理室１１０が互いに隣り合うように並べて接続されている。そして、各ウエハ受け渡し部４は、これらのウエハ処理室１１０が接続された開口部１２１に各々臨む位置に、複数設けられている。既述のように、これらウエハ受け渡し部４は、各々、第２の搬送モジュール３０から受け渡されたウエハＷを下面側から支持した状態で保持するように構成されている。
このとき、隣り合って配置されたウエハ受け渡し部４同士の配置間隔が狭いと、図１１に示すように、ウエハＷが重なって干渉し合ってしまうおそれがある。そこで図１２に示すように、本例のウエハ処理システム１００ａは、隣り合って配置されたウエハ受け渡し部４にて各々ウエハＷを支持する際に、ウエハＷを支持する高さ位置を相違させる。これにより、ウエハＷ同士の干渉を避けることができる。
なお、図１１に示すウエハ処理システム１００ａにおいても、第１の搬送モジュール２０を用いてウエハＷの搬送を行ってもよいし、橋渡しモジュール５を用いて搬送モジュール２０、３０を進入させるウエハ処理室１１０を併設してもよい。
またここで、図１３、図１４を参照しながら、真空搬送室１２０に設けられている床面部１０ａの構成例について説明しておく。
図１３は、真空搬送室１２０を構成する筐体の外面側にて床面部１０ａを構成した例を示している。図１４に示すように、真空搬送室１２０の下面は、補強リブ１０２によって格子状に区画されており、各区画内にタイル１０１が配置されている。これらのタイル１０１には、図３、図７などに示す走行面側コイル１５が配置されている。これらの走行面側コイル１５は、不図示の電力供給部から電力が供給されることにより、第１の搬送モジュール２０や第２の搬送モジュール３０を磁気浮上させるための磁場を発生させることは既述の通りである。
タイル１０１の上面側には、真空搬送室１２０を構成する筐体の底面を成す非磁性体板１０３が配置されている。アルミニウムなどの非磁性体によって非磁性体板１０３を構成することにより、非磁性体板１０３の影響を受けずに真空搬送室１２０内に磁場を形成することができる。この結果、非磁性体板１０３の上面側に、第１の搬送モジュール２０や第２の搬送モジュール３０の走行面を設けることができる。
図１３、図１４に示す構成の床面部１０ａによれば、格子状の補強リブ１０２を設けて補強を行っている。このため、真空搬送室１２０が大型化した場合であっても、非磁性体板１０３の肉厚を過度に厚くせずに、内部が真空雰囲気であることにより働く力に抗して真空搬送室１２０の筐体構造を維持することができる。
なお、真空搬送室１２０の強度向上の観点のみからは、補強リブ１０２とタイル１０１とを組み合わせて構成される床面部１０ａは、真空搬送室１２０内に配置してもよい。
一方、タイル１０１を大気雰囲気側に配置することにより、タイル１０１内に配置されている走行面側コイル１５への通電に伴って発生する熱を放出しやすい。この結果、タイル１０１の温度上昇が抑えられ、温度上昇に伴う走行面側コイル１５における磁力の発生効率の低下を抑えることができる。また、タイル１０１の温度上昇に伴う、床面部１０の各構成部材（タイル１０１、補強リブ１０２、非磁性体板１０３）の熱膨張に起因する歪みの発生も抑えることができる。
今回開示された実施形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。上記の実施形態は、添付の請求の範囲及びその主旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。
Ｗ ウエハ
１０ 床面部
１５ 走行面側コイル
１００、１００ａ
ウエハ処理システム
１１０ ウエハ処理室
１２０、１２０ａ 真空搬送室
１２１ 開口部
１６０ ゲートバルブ
２０ 第１の搬送モジュール
３０ 第２の搬送モジュール
３５ モジュール側磁石
５ 橋渡しモジュール
９ 制御部

Claims (6)

  1. 基板処理室に対して基板を搬送して基板の処理を行う装置であって、
    走行面側磁石が設けられた床面部と、前記基板処理室との間で基板の搬入出が行われる開口部が形成された側壁部とを有する基板搬送室と、
    前記基板を保持する基板保持部と、前記走行面側磁石との間に反発力が働く浮上体側磁石と、を備え、前記反発力を用いた磁気浮上により、前記走行面側磁石が設けられた領域に形成された走行面を移動可能に構成された基板搬送モジュールと、
    前記開口部を開閉すると共に、前記基板搬送モジュールが、前記磁気浮上により移動することのできない非走行領域を成すゲートバルブを介して前記基板搬送室に接続された前記基板処理室と、
    基板搬送モジュールにより搬送される基板についての、前記非走行領域を介した前記基板搬送室と前記基板処理室内の基板の処理位置との間の搬送を補助する搬送補助機構と、を備え、
    前記搬送補助機構は、前記走行面側磁石が設けられ、前記基板搬送室の前記床面部に収容された状態にて前記床面部と一体の前記走行面を形成する収容位置と、前記ゲートバルブが開状態にあるとき、前記非走行領域を覆うように前記走行面を形成する橋渡し位置との間を、前記基板搬送モジュールを載せた状態で移動自在に構成された橋渡しモジュールである、装置。
  2. 前記基板処理室の床面部には、前記走行面側磁石が設けられ、前記基板搬送モジュールは、前記橋渡し位置に移動した前記橋渡しモジュールと、前記基板処理室の内部との間を移動することにより、前記基板搬送室と前記基板処理室との間の基板の搬送を行う、請求項１に記載の装置。
  3. 前記基板搬送室の床面部には、前記橋渡しモジュールが収容される凹部状の収容領域が形成され、前記収容領域の底面部には、前記橋渡しモジュールを前記収容位置と前記橋渡し位置との間で移動させる走行面を形成するための橋渡しモジュール用の走行面側磁石が設けられていることと、
    前記橋渡しモジュールには、前記橋渡しモジュール用の走行面側磁石との間に働く反発力を用いた磁気浮上を行うための、橋渡しモジュール用の浮上体側磁石が設けられていることと、を備えた、請求項１または２に記載の装置。
  4. 基板の処理が行われる基板処理室に対して基板を搬送する方法であって、
    走行面側磁石が設けられた床面部と、前記基板処理室との間で基板の搬入出が行われる開口部が形成された側壁部とを有する基板搬送室内にて、前記基板を保持する基板保持部と、前記走行面側磁石との間に反発力が働く浮上体側磁石と、を備え、前記反発力を用いた磁気浮上により、前記走行面側磁石が設けられた領域に形成された走行面を移動可能に構成された基板搬送モジュールを用いて基板を搬送する工程と、
    前記開口部を開閉すると共に、前記基板搬送モジュールが、前記磁気浮上により移動することのできない非走行領域を成すゲートバルブを介して前記基板処理室に接続された前記基板処理室に対し、基板搬送モジュールにより搬送される基板について、搬送補助機構を用いて、前記非走行領域を介した前記基板搬送室と前記基板処理室内の基板の処理位置との間の搬送を補助する工程と、を含み、
    前記搬送補助機構は、前記走行面側磁石が設けられた橋渡しモジュールであり、前記補助する工程では、前記基板搬送室の前記床面部に収容された状態にて前記床面部と一体の前記走行面を形成する収容位置と、前記ゲートバルブが開状態にあるとき、前記非走行領域を覆うように前記走行面を形成する橋渡し位置との間を、前記基板搬送モジュールを載せた状態で移動する、方法。
  5. 前記基板処理室の床面部には前記走行面側磁石が設けられ、前記橋渡し位置に移動した前記橋渡しモジュールと、前記基板処理室の内部との間を前記基板搬送モジュールが移動することにより、前記基板搬送室と前記基板処理室との間の基板の搬送を行う工程を含む、請求項４に記載の方法。
  6. 前記基板搬送室の床面部には、前記橋渡しモジュールが収容される凹部状の収容領域が形成され、前記収容領域の底面部には、前記橋渡しモジュールを移動させる走行面を形成するための橋渡しモジュール用の走行面側磁石が設けられ、前記橋渡しモジュールには、前記橋渡しモジュール用の走行面側磁石との間に働く反発力を用いた磁気浮上を行うための、橋渡しモジュール用の浮上体側磁石が設けられ、
    前記補助する工程では、前記橋渡しモジュールは、前記収容領域の前記走行面に沿って前記収容位置と前記橋渡し位置との間を移動する、請求項４または５に記載の方法。
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