JPH08115966A - 真空処理装置およびその使用方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 基板２７に対して所定の処理を施すための３
つの処理チャンバに共通に接続される基板搬送室７の内
には、基板搬送を行う基板搬送ロボット１２の他に、基
板２７を待機させる基板待機手段１３が設けられる。こ
の基板待機手段１３は、前記基板搬送ロボット１２の上
方にて基板２７を載置する基板載置ユニット１７と基板
２７を上方へ押し上げる基板押上ユニット２３とからな
り、両者の動作によって、基板搬送ロボット１２に保持
された基板２７を、基板載置ユニット１７の基板載置部
材に載置させることができるように構成されている。 【効果】 基板搬送室７内に基板２７を待機させること
により、基板２７の搬出入が迅速に且つ効率よく行え
る。このため、各処理チャンバの稼働率が高まり、真空
処理装置全体としてのスループットが向上する。また、
待機チャンバを基板搬送室７に接続する場合に比して、
クリーンルームを省スペース化できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複数の処理室とこれら
に共通に接続される基板搬送室とを有する、いわゆるマ
ルチャンバ方式の真空処理装置に関し、特に、基板搬送
が効率的に行える構造に関する。また、スループットよ
く所定の処理が行える上記真空処理装置の使用方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】近年では、半導体装置の製造プロセスに
おいて、異なる処理を行える処理チャンバを必要に応じ
て組み合わせたマルチチャンバ方式の処理装置を用いる
ことが注目されている。この処理装置は基板を大気から
遮断された状態に維持したまま連続処理を行えるため、
従来、自然酸化膜の除去が必要であったプロセスに適用
すると、該自然酸化膜の除去工程を削減することが可能
となる。また、バリヤメタルとＡｌ系材料層を続けて成
膜する場合や、ドライエッチングによるＡｌ系材料層の
パターニング後にイン・ライン・アッシングを行う場合
等、連続処理が有効なプロセスに適用すれば、装置間の
基板搬送に要する時間が節約できる。さらに、処理の安
定性、再現性も向上し、パーティクルの付着も抑制でき
る。

【０００３】そして、上記マルチチャンバ方式の処理装
置においては、処理チャンバを交換したり、増やしたり
することが可能であるため、様々なプロセス技術の変化
に対応することもできる。

【０００４】図６にマルチチャンバ方式の真空処理装置
の一例を示す。この真空処理装置は、基板に所定の処理
を施すための３つの処理チャンバ１，２，３と、該処理
チャンバ１，２，３がそれぞれゲートバルブ４，５，６
を介して共通に接続される基板搬送室７を有している。
また、該基板搬送室７は、その内部に基板搬送ロボット
１２を有すると共に、ゲートバルブ８，９を介してロー
ダ室１０、アンローダ室１１に接続している。

【０００５】上記基板搬送ロボット１２は、基板を載置
するハンド部１４、該ハンド部１１を支持するアーム部
１５、該アーム部１５に動力を与え所定の動作を行わせ
る駆動部１６よりなる。そして、該基板搬送ロボット１
２は、駆動部１６にてアーム部１５を動作させることに
より、ハンド部１４に基板を保持させて、ローダ室１０
から基板搬送室７、該基板搬送室７から各処理チャンバ
１，２，３、該基板搬送室７からアンローダ室１１等へ
基板搬送を行う。

【０００６】ところで、上述のようなマルチチャンバ方
式の真空処理装置においては、複数の処理チャンバ１，
２，３と基板搬送ロボット１２とを組み合わせているた
め、各処理チャンバ１，２，３での処理に要する平均時
間ｔ_p 、ローダ室１０から処理チャンバ１、処理チャン
バ１から処理チャンバ２、処理チャンバ２から処理チャ
ンバ３、処理チャンバ３からアンローダ室１１といった
基板搬送に要する平均時間ｔ_t のいずれかが全体として
のスループットを劣化させることになる。具体的には、
処理チャンバ数をｎ（ここではｎ＝３）としたとき、ｔ
_p ／ｎ≧ｔ_t （厳密にはもっと詳細な計算式があるが、
ここでは簡便な式にて表す。）なる関係となった場合、
ｔ_p が全体のスループットを劣化させ、逆に、ｔ_p ／ｎ
≦ｔ_t なる関係となった場合には、ｔ_t が全体のスルー
プットを劣化させる。

【０００７】後者の場合、基板搬送に要する時間ｔ_t を
低減させる方法としては、ゲートバルブ８の開閉を伴う
ローダ室１０から基板搬送室７への基板搬入に要する時
間を節約することが考えられる。これは、ローダ室１０
から予め取り出しておいた基板を一時的に待機させてお
く待機チャンバ１１３を設けることにより実現できる。

【０００８】この待機チャンバ１１３は、基板搬送室７
に接続され、ゲートバルブの開閉を伴うことなく、該基
板搬送室７との間で基板搬送が可能となされたチャンバ
である。該待機チャンバ１１３から処理チャンバ１への
基板搬送は、ゲートバルブ８の開閉を伴わない分、ロー
ダ室１０からの基板搬送よりも、短時間で行える。

【０００９】なお、ローダ室１０から待機チャンバ１１
３への基板搬送は、各処理チャンバ１，２，３内で所定
の処理が行われている間、即ち、基板搬送ロボット１２
の休止時間を利用して行ってもよいし、ゲートバルブ８
を開放したら、ローダ室１０から続けて２枚の基板を取
り出すようにし、そのうち１枚を待機チャンバ１１３で
待機させるようにしてもよい。

【００１０】また、例えば、処理チャンバ３での処理が
処理チャンバ処理１，２での処理より長い時間を要する
ような場合、ある基板に対して処理チャンバ２での処理
が終了しているのに、処理チャンバ３が空かないという
ことが起こるが、このようなときにも、上記待機チャン
バ１１３内に、処理チャンバ２から取り出した基板を処
理チャンバ３へ搬入可能となるまで待機させることがで
きる。

【００１１】このように、待機チャンバ１１３を設ける
ことによって、基板搬送が効率的に行えるようになるた
め、マルチチャンバ方式の真空処理装置全体としての処
理の効率化が図れ、スループットを向上させることが可
能となる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
マルチチャンバ方式の真空処理装置においては、多角形
の基板搬送室７の一辺に１つのチャンバがそれぞれ接続
されるため、上記待機チャンバ１１３を設けると、基板
搬送室７における多角形の一辺が占有されることとな
る。また、待機チャンバ１１３を設ければ、その分クリ
ーンルーム内の床面積も占有されてしまう。

【００１３】そこで本発明は、かかる従来の実情に鑑み
て提案されたものであり、待機チャンバを設けることな
く、基板搬送の効率化を図れる構成の真空処理装置を提
供することを目的とし、また、スループットよく所定の
処理が行える真空処理装置の使用方法を提供することを
目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明に係る真空処理装
置は、上述の目的を達成するために提案されたものであ
り、基板に対して所定の処理を行う複数の処理室と、こ
れら複数の処理室に共通に接続される基板搬送室と、前
記基板搬送室内に配設され、前記処理室と該基板搬送室
との間で基板の搬出入を行う基板搬送手段とを備えた真
空処理装置において、前記基板搬送室内に、１枚以上の
基板を待機させる基板待機手段を有するものである。

【００１５】なお、この真空処理装置において、前記処
理室は、前処理チャンバ、酸化／拡散チャンバ、スパッ
タリング・チャンバ、ＣＶＤチャンバ、エッチング・チ
ャンバ、アッシング・チャンバ、後処理チャンバ等、密
閉系であれば、いかなる処理を行うためのチャンバであ
ってもよい。

【００１６】また、前記基板搬送室は、前記処理室での
所定処理が行われる前の基板が収納されるローダ室と、
前記複数の処理室での所定の処理全てが終了した基板が
収納されるアンローダ室にも接続され、前記基板搬送手
段は、前記ローダ室およびアンローダ室と前記基板搬送
室との間で基板の搬出入も行えるようになされて好適で
ある。

【００１７】この真空処理装置を用いて、基板を前記複
数の処理室間で搬送させながら、該基板に対して一連の
処理を施すに際しては、前記基板待機手段によって、１
枚以上の基板を一時的に前記基板搬送室内に待機させて
いる間、前記基板搬送手段によって、所定の処理室と前
記基板搬送室との間、あるいは、前記ローダ室またはア
ンローダ室と前記基板搬送室との間で、他の基板の搬出
入が行える。

【００１８】なお、前記基板待機手段には、ある処理室
から取り出された基板を、他の処理室へ搬入するまでの
間、待機させておいてもよいし、ローダ室から取り出さ
れた基板を、所定の処理室へ搬入するまでの間、待機さ
せておいてもよい。また、前記基板待機手段にて２枚以
上の基板を待機させることが可能である場合には、ある
処理室から取り出された基板とローダ室から取り出され
た基板との両者を待機させてもよい。

【００１９】前記基板待機手段は、基板搬送室内にて、
上述の基板搬送手段の動作を妨げることなく基板を待機
させる必要がある。このため、該基板待機手段は、前記
基板搬送手段よりも上方にて基板を載置する基板載置ユ
ニットを有するものであって好適である。

【００２０】また、前記基板待機手段には、基板搬送手
段に保持された基板を上方へ押し上げる基板押上ユニッ
トを備えてもよい。なお、この基板押上ユニットに三次
元的な動作を行わせるならば、前記基板載置ユニットは
前記基板搬送手段よりも上方にて固定されていても該基
板載置ユニットに基板を載置させることができるが、該
基板押上ユニットに基板を上下へ平行移動させる動作の
みを行わせるならば、前記基板載置ユニットにも、基板
を受け取るための何等かの動作をさせる必要がある。

【００２１】このため、基板載置ユニットを、基板の裏
面の少なくとも一部を支持する基板載置部材と、該基板
載置部材に接続して前記基板押上ユニットの移動軌跡に
一部重なる軌跡を描いて該基板載置部材を移動させる駆
動部材とから構成して好適である。なお、基板載置部材
の動きとしては、基板搬送手段よりも上方の水平面内で
行われる回動運動あるいは直線運動等が挙げられる。

【００２２】そして、基板載置部材に基板を載置させる
には、先ず、前記基板押上ユニットによって基板を基板
載置部材よりも上方まで押し上げた後、前記駆動部材に
よって前記基板押上ユニットの移動軌跡に重なる領域に
まで前記基板載置部材を移動させ、次いで、前記基板押
上ユニットによって基板を下方へ移動させて、該基板押
上ユニットに保持された基板の裏面の少なくとも一部を
前記基板載置部材にて支持させればよい。なお、基板の
外周プロファイルが略円形である場合、前記基板載置部
材はリング状部材であって好適である。さらに、前記基
板押上ユニットの移動軌跡に重なる範囲に切欠きが設け
られれば、該リング状部材を前記基板押上ユニットの移
動軌跡に重ねたときに、該リング状部材の内部に該基板
押上ユニットを存在させることができ、該リング状部材
と該基板押上ユニットとの衝突が避けられる。

【００２３】また、基板載置ユニットにおいて基板の裏
面の少なくとも一部を支持する基板載置部材は、上述の
ように該基板載置部材自体が移動するものの他に、基板
の外周プロファイルに実質的に沿った開口を有し、かつ
該開口の有効開口寸法を最大時には該基板の外形寸法よ
りも大、最小時には該基板の外形寸法よりも小に変化さ
せる可動部材を備えたものであってもよい。

【００２４】そして、このような基板載置部材に基板を
載置させるには、先ず、前記可動部材によって前記開口
の有効開口寸法を基板の外形寸法よりも大とした状態
で、前記基板押上ユニットによって基板を上方へ押し上
げることによって前記開口に基板を通過させた後、前記
可動部材によって該開口の有効開口寸法を基板の外形寸
法よりも小とし、次いで、前記基板押上ユニットによっ
て基板を下方へ移動させて、該基板押上ユニットに保持
された基板の裏面の少なくとも一部を前記基板載置部材
にて支持させればよい。なお、上述のような基板載置部
材を上下に移動させるならば、前記基板押上ユニットに
よる基板の押し上げを行わずとも、前記基板搬送手段に
保持された基板を直接基板載置部材に載置させることも
可能である。

【００２５】なお、前記基板の外周プロファイルが略円
形である場合、前記基板載置部材はその中心に開口を有
するリング状部材より構成でき、前記可動部材は該リン
グ状部材に収納可能に配設され、かつ該開口の中心に向
けて繰り出されることによって該開口の有効開口寸法を
小に変化させる複数個の基板載置片により構成できる。
この場合、複数個の基板載置片の先端を通る円の寸法が
有効開口寸法となるため、これら基板載置片を開口の中
心に向けて繰り出すことにより、該基板載置片上に基板
を載置できる状態となり、これら基板載置片をリング状
部材内へ収納することにより、開口に基板を通過させる
ことができる状態となる。

【００２６】但し、前記リング状部材を伸縮性に優れた
素材で構成した場合には、該リング状部材自身が可動部
材となるため、上述のような基板載置片が設けられずと
も、有効開口寸法を変化させることができる。この場
合、該リング状部材の内周側にフランジ部を設け、該フ
ランジ部にて基板を支持させてもよい。

【００２７】さらに、前記基板載置ユニットにおいて基
板の裏面の少なくとも一部を支持する基板載置部材は、
基板の外周プロファイルに実質的に沿って配列された複
数の可動部材より構成され、これら可動部材の近接／離
間により該可動部材によって囲まれた空隙部の寸法を最
大時には該基板の外形寸法よりも大、最小時には該基板
の外形寸法よりも小に変化させるようなものでもよい。

【００２８】そして、このような基板載置部材に基板を
載置させるには、先ず、前記可動部材を離間させること
によって、該可動部材によって囲まれた空隙部の寸法を
基板の外形寸法よりも大とした状態で、基板押上ユニッ
トによって基板を上方へ押し上げることにより該空隙部
に基板を通過させた後、前記可動部材を近接させること
によって、前記空隙部の開口の有効開口寸法を基板の外
形寸法よりも小とし、次いで、前記基板押上ユニットに
よって基板を下方へ移動させて、該基板押上ユニットに
保持された基板の裏面の少なくとも一部を前記可動部材
にて支持させればよい。なお、上述のような基板載置部
材を上下に移動させるならば、前記基板押上ユニットに
よる基板の押し上げを行わずとも、前記基板搬送手段に
保持された基板を直接基板載置部材に載置させることも
可能である。

【００２９】なお、前記基板の外周プロファイルが略円
形である場合には、前記複数の可動部材を近接させるこ
とによって前記基板の外周プロファイルに実質的に沿っ
た円環の少なくとも一部を構成し、該可動部材の各々に
設けられたフランジ部上にて、基板を支持させるとよ
い。

【００３０】

【作用】本発明に係る真空処理装置においては、基板搬
送室内に基板待機手段が設けられているため、ここで基
板を待機させておくことができる。例えば、予め、ロー
ダ室から取り出しておいた基板を待機させておけば、こ
の基板に対して所定の処理を施すために所定の処理室へ
搬送するとき、ゲートバルブの開閉を伴うローダ室から
基板搬送室への基板搬送に要する時間を節約できる。

【００３１】また、真空処理装置における複数の処理室
のうち、１つの処理室での処理が長い時間を要するとき
には、この処理室へ基板を搬入したくとも、前の基板へ
の処理が終了していないということが起こるが、このよ
うな場合にも、前の基板への処理が終了するまで、基板
を基板待機手段にて待機させておくことができる。そし
て、このようにして基板を待機させておく間、他の処理
室間での基板搬送を行う等、基板搬送手段を有効に活用
できる。

【００３２】したがって、基板搬送が効率的に行え、真
空処理装置全体としてのスループットが向上する。

【００３３】しかも、本発明における基板待機手段は、
基板搬送室内に設けられるため、従来の待機チャンバが
基板搬送室の１辺の側壁面を占有したり、クリーンルー
ム内に専用の床面積を必要としたのに対して、大幅に省
スペース化を図ることができる。そして、従来、待機チ
ャンバを配設していた所には、別の処理室を設けること
も可能であり、より複雑な連続プロセスにも対応するこ
とができる。

【００３４】前記基板待機手段は、基板載置ユニットに
よって、基板搬送手段よりも上方にて基板を待機させる
ため、該基板搬送手段の動きが妨げられる虞れがない。

【００３５】なお、前記基板待機手段においては、基板
押上ユニットによる基板の移動および／または基板載置
ユニットによる所定の動作を行わせることによって、基
板搬送手段に保持された基板を該基板載置ユニットに載
置させることができる。

【００３６】

【実施例】以下、本発明を適用した具体例について図面
を参照しながら説明する。

【００３７】実施例１ 本実施例においては、本発明を適用したマルチチャンバ
方式の真空処理装置の一例について、図１、図２、図３
を用いて説明する。

【００３８】図１に本実施例の真空処理装置の概略的平
面図を示す。この真空処理装置は、円周の一部が切り欠
かれて直線となされた略円盤状の基板に対して所定の処
理を施すための３つの処理チャンバ１，２，３と、該処
理チャンバ１，２，３がそれぞれゲートバルブ４，５，
６を介して共通に接続される基板搬送室７を有してい
る。また、該基板搬送室７は、ゲートバルブ８，９を介
してローダ室１０、アンローダ室１１に接続している。

【００３９】そして、基板搬送室７内には、基板搬送を
行う基板搬送ロボット１２が配設されると共に、基板を
待機させる基板待機手段１３が設けられている。

【００４０】前記基板搬送ロボット１２は、基板を載置
するハンド部１４、該ハンド部１４を支持するアーム部
１５、該アーム部１５に動力を与え、所定の動作を行わ
せる駆動部１６よりなる。なお、ハンド部１４は、略Ｕ
字状の薄板であり、基板の中心部に対応する部分に切欠
き１４ａが設けられている。また、アーム部１５は３つ
の回転軸を有することにより、前記ハンド部１４を同一
平面上の様々な位置に到達可能にしている。

【００４１】したがって、駆動部１６によってアーム部
１５を動作させることにより、ハンド部１４に基板を保
持させて、ローダ室１０から基板搬送室７、該基板搬送
室７から各処理チャンバ１，２，３、該基板搬送室７か
らアンローダ室１１へ、基板を搬送することが可能とな
る。

【００４２】また、前記基板待機手段１３は、図２に基
板搬送室７の内部を示すように、基板搬送室７の天井面
７ａに設けられ、基板搬送ロボット１２の上方にて基板
２７を載置する基板載置ユニット１７と、基板搬送室７
の床面７ｂ上に設けられ、基板搬送ロボット１２のハン
ド部１４に保持された基板２７を上方へ押し上げる基板
押上ユニット２３とから構成されている。

【００４３】具体的には、図３に示されるように、前記
基板押上ユニット２３は、そのヘッド部２４が平坦な円
盤状となされた基板押上ピン２５と、該基板押上ピン２
５の突出／後退を行わせる駆動部材２６とから構成され
ている。なお、前記ヘッド部２４の外径は基板搬送ロボ
ット１２におけるハンド部１４の切欠き１４ａよりも小
さくなされている。

【００４４】一方、前記基板載置ユニット１７は、主
に、実際に基板を支持する基板載置部材であるリング状
部材１８と、該リング状部材１８に接続して前記基板押
上ピン２５の移動軌跡に一部重なる軌跡を描いて該リン
グ状部材１８を移動させる駆動部材２０とから構成され
る。

【００４５】リング状部材１８は、基板２７の外周プロ
ファイルに実質的に沿って形成され、その一部には切欠
き１８ａが設けられている。なお、該リング状部材１８
の外径は基板２７の外径寸法ｌw よりも大、その内径は
基板２７の外径寸法ｌw よりも小となされており、該基
板２７の外径寸法ｌw よりも内側の領域がフランジ部１
９となされている。また、該リング状部材１８は、支持
部２１を介して駆動部材２０によって動力が与えられて
図中Ａ方向に回転する回転軸２２に接続されている。こ
のため、駆動部材２０によって回転軸２２を図中Ａ方向
に回転させれば、リング状部材１８は図中Ｂ方向に回動
する。

【００４６】なお、前記基板載置ユニット１７と前記基
板押上ユニット２３とは、該基板押上ピン２５の移動軌
跡ｂに重なる領域までリング状部材１８を回動させたと
き、該リング状部材１８の中心ｃが基板押上ピン２５の
移動軌跡ｂに重なるように配置する。なお、リング状部
材１８の切欠き１８ａは、該リング状部材１８を回動さ
せたときに基板押上ピン２５の移動軌跡ｂに重なる範囲
に配される。

【００４７】そして、上述のような構成を有する基板待
機手段１３においては、前記基板押上ユニット２３の動
作と、前記基板載置ユニット１７の動作とによって、基
板搬送ロボット１２のハンド部１４に保持された基板を
前記基板載置ユニット１７のリング状部材１８に載置さ
せることができる。

【００４８】具体的には、先ず、基板搬送ロボット１２
のハンド部１４に保持された基板２７の中心ａを基板押
上ユニット２３の移動軌跡ｂに一致させるごとく搬送し
た後、前記基板押上ピン２５を突出させて、該基板押上
ピン２５のヘッド部２４を基板２７の裏面中央部に当接
させる。なお、基板搬送ロボット１２のハンド部１４に
は切欠き１４ａが設けられているため、該切欠き１４ａ
において基板押上ピン２５のヘッド部２４を基板２７の
裏面に当接させることができる。そして、該ヘッド部２
４をさらに上方へ押し上げると、基板２７は基板搬送ロ
ボット１２のハンド部１４上から該ヘッド部２４上へと
引き渡される。

【００４９】このとき、リング状部材１８は基板２７の
移動軌跡に重ならない領域に位置させておき、基板２７
がリング状部材１８より上方へ押し上げられてから、該
リング状部材１８を図中Ｂ方向に回動させ、該リング状
部材１８の中心ｃを基板押上ピン２５の移動軌跡ｂに一
致させる。その後、基板押上ピン２５を後退させると、
基板押上台２４上の基板２７の裏面外周縁部が、リング
状部材１８のフランジ部１９に当接され、さらに基板押
上棒２５を収縮させれば、ヘッド部２４が基板２７の裏
面から離れ、前記フランジ部１９上に該基板２７が残さ
れる。即ち、基板押上ピン２５のヘッド部２４上から、
リング状部材１８のフランジ部１９上へ基板２７を引き
渡すことができる。

【００５０】なお、本実施例の真空処理装置の基板載置
ユニット１７においては、リング状部材１８が回動する
代わりに直線的に移動する等の変形も考えられる。さら
に、リング状部材１８の形状は、基板２７を安定に支持
でき、かつ該リング状部材１８を移動させたときに基板
押上ピン２５の移動軌跡ｂに重なる範囲に切欠き１８ａ
が設けられていれば、いかなる形状であってもよく、リ
ング状に限られない。また、フリンジ部１９が設けられ
ず、全面に亘って平坦化されていてもよい。

【００５１】実施例２ 本実施例に係る真空処理装置は、基板待機手段１３にお
ける基板載置ユニット１７の構成を実施例１と異なら
せ、基板を実際に載置する基板載置部材を、基板２７の
外周プロファイルに実質的に沿った開口を有し、かつ該
開口の有効開口寸法を最大時には該基板２７の外形寸法
よりも大、最小時には該基板２７の外形寸法よりも小に
変化させる可動部材を備えたものとした例である。

【００５２】具体的には、図４に示されるように、基板
載置ユニット１７における基板載置部材は、基板２７の
外周プロファイルに実質的に沿った開口２８ａを有する
リング状部材２８を有してなる。また、このリング状部
材２８には、該リング状部材２８に収納可能とされ、か
つ該リング状部材２８の中心ｄに向けて繰り出すことが
できる３つの基板載置片２９を備えている。

【００５３】なお、前記基板載置片２９は、該基板載置
片２９に図中Ｄ方向の突出／後退の動作を行わせるアク
チュエータ（図示せず。）に接続され、該アクチュエー
タは支持柱３０を介して図示しない駆動部材に接続して
いる。

【００５４】前記開口２８ａの寸法ｌh は、基板２７の
外径寸法ｌw よりも大径とされているが、有効開口寸法
ｌa は、前記基板載置片２９の先端を通る円の寸法であ
るため、これら基板載置片２９のを開口２８ａの中心ｄ
に向けて繰り出すことにより、有効開口寸法ｌa を該基
板２７の外形寸法ｌw よりも小径とすることができる。
なお、このような構成を有する基板載置ユニット１７
は、リング状部材２８の中心ｄが、実施例１にて示した
基板押上ユニット２３の移動軌跡ｂに一致するような位
置に配設される。

【００５５】上述のようにして基板待機手段１３を構成
すると、基板押上ユニット２３の動きと、前記基板載置
ユニット１７の動きとによって、基板搬送ロボット１２
のハンド部１４に保持された基板２７を該基板載置ユニ
ット１７における基板載置片２９に載置させることがで
きる。

【００５６】具体的には、実施例１と同様、先ず、基板
２７をその中心ａを基板押上ユニット２３の移動軌跡の
中心線ｂに一致させるごとく搬送した後、基板押上ピン
２５を上方へ突出させて、該基板押上ピン２５のヘッド
部２４上に基板２７を載置させて上方へ押し上げる。こ
のとき、前記基板載置片２９はリング状部材２８内に収
納して、有効開口寸法ｌa を該基板２７の外形寸法ｌw
よりも大径としておくことにより、リング状部材２８の
開口２８ａに基板を通り抜けさせることができる。

【００５７】そして、この状態において、リング状部材
２８から基板載置片２９を突出させ、有効開口寸法ｌa
を該基板２７の外形寸法ｌw よりも小径とする。その
後、基板押上ピン２５を後退させれば、該基板押上ピン
２５のヘッド部２４上の基板２７の裏面外周縁部が、前
記基板載置片２９上に当接され、さらには、該基板載置
片２９に基板２７が引き渡される。

【００５８】なお、本実施例にて示した基板載置ユニッ
ト１７においては、３つの基板載置片２９を図中Ｄ方向
にて突出／後退させたが、該基板載置片２９は３つに限
られず、基板２７を安定支持できれば、いくつ設けられ
てもよい。

【００５９】また、基板載置ユニット１７を以下のよう
に変形することも考えられる。例えば、基板載置部材を
リング状部材２８を伸縮性に優れた材料から構成し、支
持柱３０を径方向（図中Ｅ方向）に移動可能とする。こ
れにより、リング状部材２８自身が可動部材となるた
め、基板載置片２９を図中Ｄ方向にて突出／後退させず
とも、該リング状部材２８の有効開口寸法ｌa を変化さ
せることができる。この場合、リング状部材２８の内周
縁にフリンジ部を設けておけば、本実施例にて示された
ような突出／後退される基板載置片２９は必要ない。

【００６０】さらに、該支持柱３０に図中Ｆ方向への突
出／後退の動作もさせるならば、基板押上ユニット２３
によって基板２７を押し上げずとも、基板搬送ロボット
１２のハンド部１４に保持された基板２７を直接、基板
載置片２９に載置させることもできる。

【００６１】実施例３ 本実施例に係る真空処理装置は、基板待機手段１３にお
ける基板載置ユニット１７の構成を実施例１と異なら
せ、基板載置部材を基板２７の外周プロファイルに実質
的に沿って配列された複数の可動部材より構成し、これ
ら可動部材によって囲まれた空隙部の寸法を最大時には
該基板２７の外形寸法よりも大、最小時には該基板２７
の外形寸法よりも小に変化させる例である。

【００６２】具体的には、図５に示されるように、基板
載置ユニット１７における基板載置部材は、基板２７の
外周プロファイルに実質的に沿って配列され、近接させ
たときに全体として円環を構成する３つの可動部材３８
より構成される。但し、図５では可動部材３８が離間し
た状態を示している。なお、３つの可動部材３８が当接
して円環を構成している状態において、該円環の外径は
基板２７の外径寸法ｌw よりも大、その内径は基板２７
の外径寸法ｌw よりも小とされ、該基板２７の外径寸法
ｌw よりも内側の領域がフランジ部３９とされている。

【００６３】そして、前記可動部材３８は該可動部材３
８が構成する円環の径方向（図中Ｇ方向）に該可動部材
３８を平行移動させる支持柱４０に接続しており、該支
持柱４０は図示しない駆動部材によって動力を与えられ
るようになされている。

【００６４】このため、前記支持柱４０を動作させて前
記３つの可動部材３８の近接／離間させることにより、
該可動部材３８によって囲まれた空隙部３８ａの寸法ｌ
n を、最大時には基板の外形寸法ｌw よりも大、最小時
には該基板の外形寸法ｌw よりも小に変化させることが
できる。

【００６５】なお、このような構成を有する基板載置ユ
ニット１７は、可動部材３８全体として構成する円環の
中心ｅが、実施例１にて示した基板押上ユニット２３の
移動軌跡ｂに一致するような位置に配設される。

【００６６】上述のようにして基板待機手段１３を構成
すると、基板押上ユニット２３の動きと、前記基板載置
ユニット１７の動きとによって、基板搬送ロボット１２
のハンド部１４に保持された基板２７を該基板載置ユニ
ット１７における前記複数の可動部材３８に載置させる
ことができる。

【００６７】具体的には、実施例１と同様、先ず、基板
２７をその中心ａが基板押上ユニット２３の移動軌跡の
中心線ｂに一致するごとく搬送した後、基板押上ピン２
５を上方へ突出させて、該基板押上ピン２５のヘッド部
２４上に基板２７を載置させて上方へ押し上げる。この
とき、前記可動部材３８は離間させておき、空隙部３８
ａの寸法ｌn を該基板２７の外形寸法ｌw よりも大径と
しておくことにより、前記空隙部３８ａに基板を通り抜
けさせることができる。

【００６８】そして、この状態において、可動部材３８
を近接させ、空隙部３８ａの寸法ｌn を該基板２７の外
形寸法ｌw よりも小径とする。その後、基板押上ピン２
５を後退させれば、該基板押上ピン２５のヘッド部２４
上の基板２７の裏面外周縁部が、前記可動部材３８のフ
リンジ部３９上に当接され、さらには、該フリンジ部３
９に基板２７が引き渡される。

【００６９】なお、本実施例にて示した基板載置ユニッ
ト１７においては、全体として円環を構成する３つの可
動部材３８を近接／離間させたが、可動部材３８は３つ
に限られず、２つ以上であればいくつでもよい。また、
基板２７を安定支持できれば、可動部材３８を近接させ
たときに該可動部材３８同士が当接しなくともよい。例
えば、３本以上の支持柱４０の先端にそれぞれ設けられ
たフックのようなものによって基板２７を支持させても
よい。

【００７０】さらに、支持柱４０の動作は、可動部材３
８の近接／離巻を可能とするものであれば特に限定され
ず、可動部材３８全体が構成する円環の径方向（図中Ｇ
方向）に平行移動させる以外に、支持柱４０を支える点
を中心とする円弧方向で移動させる等、様々な変形が可
能である。また、該支持柱４０に図中Ｈ方向への突出／
後退の動作もさせるならば、基板押上ユニット２３によ
って基板２７を押し上げずとも、基板搬送ロボット１２
のハンド部１４に保持された基板２７を可動部材３８が
直接受け取ることもできる。

【００７１】実施例４ ここで、以上のような真空処理装置の使用方法について
説明する。

【００７２】本実施例では、ローダ室１０から取り出し
た基板に対して、順に処理チャンバ１での処理、処理チ
ャンバ２での処理、処理チャンバ３での処理を施し、ア
ンローダ室１１へ収納するといった一連の処理を行うに
際して、ローダ室１０から予め基板を取り出しておき、
基板搬送ロボット１２の上方に配設された基板待機手段
１３にて該基板を待機させた。

【００７３】具体的には、上述の真空処理装置をトラン
ジスタの配線形成のためのスパッタリングに用い、一枚
の基板に対して、処理チャンバ１でのチタン（Ｔｉ）膜
の成膜、処理チャンバ２での窒化チタン（ＴｉＮ）膜の
成膜、処理チャンバ３でのアルミニウム（Ａｌ）膜の成
膜といった一連の処理を施した。このとき、最初の１枚
目の基板は、ローダ室１０から処理チャンバ１へ直接搬
送するが、２枚目以降の基板は、処理チャンバ１にて前
の基板に対する処理を行っている間に、予め、ローダ室
１０から取り出して基板待機手段１３にて待機させてお
き、処理チャンバ１が空いたら、該基板待機手段１３か
ら処理チャンバ１へ基板を搬送した。

【００７４】これは、処理チャンバ１への基板搬送に
は、かなりの時間がかかり、処理チャンバ１の休止時間
を長引かせることになるのに対して、基板待機手段１３
から処理チャンバ１への基板搬送には、ゲートバルブ８
の開放を伴わない分、基板搬送に要する時間が省略さ
れ、処理チャンバ１の休止時間を短縮できるからであ
る。

【００７５】以上のようにして、基板搬送ロボット１２
よりも上方に設けられた基板待機手段１３にて、ローダ
室１０から取り出しておいた基板を待機させておけば、
処理チャンバ３内の基板のアンローダ室１１への搬送、
処理チャンバ２内の基板の処理チャンバ３への搬送、処
理チャンバ１内の基板の処理チャンバ２への搬送、とい
った基板搬送ロボット１２の動きが妨げられることがな
い。そして、新たに処理チャンバ１へ基板を搬入しよう
とするときには、基板待機手段１３から短時間で搬入す
ることができ、この真空処理装置を用いた一連の処理全
体のスループットを向上させることが可能となる。

【００７６】実施例５ 本実施例においては、処理チャンバ１，２，３にて基板
に施す処理は実施例３と同様であるが、ローダ室１０か
ら取り出した基板を基板待機手段１３にて待機させる代
わりに、処理チャンバ２での処理が終了した基板を該基
板待機手段１３に待機させた。

【００７７】処理チャンバ１，２，３による一連の処理
のうち、処理チャンバ１でのＴｉ膜の成膜、処理チャン
バ２でのＴｉＮ膜の成膜に比して、処理チャンバ３での
Ａｌ膜の成膜には長い処理時間を要するため、処理チャ
ンバ２での処理が終了した基板を処理チャンバ３へ搬入
したいのに、処理チャンバ３では前の基板に対するＡｌ
膜の成膜が終了していないということが起こる。このと
き、処理チャンバ２での処理が終了した基板を基板待機
手段１３に待機させておけば、処理チャンバ１が空いた
とき、処理チャンバ２内で基板を待機させておいた基板
を処理チャンバ３へ搬送するのに比して、処理チャンバ
２のゲートバルブ５を開放する必要がない分、短時間で
基板を搬入することができる。このため、処理チャンバ
３の休止時間を最低限に抑えることができる。

【００７８】また、処理チャンバ２での処理が終了した
基板を基板待機手段１３に待機させている間に、処理チ
ャンバ１での処理が終了した基板の処理室２への搬送
や、ローダ室１０から処理チャンバ１への基板搬送も行
えるため、処理チャンバ１および処理チャンバ２の稼働
率を向上させることができる。

【００７９】以上のようにして、基板搬送ロボット１２
よりも上方に設けられた基板待機手段１３にて、処理チ
ャンバ２から取り出した基板を待機させておけば、処理
チャンバ３内の基板のアンローダ室１１への搬送、処理
チャンバ１内の基板の処理チャンバ２への搬送、ローダ
室１０内の基板の処理チャンバ１への搬送といった基板
搬送ロボット１２の動きが妨げられない。そして、処理
チャンバ３へ基板を搬入しようとするときには、基板待
機手段１３から短時間で搬入することができ、この真空
処理装置を用いた一連の処理全体のスループットを向上
させることが可能となる。

【００８０】以上、本発明を適用した真空処理装置およ
びその使用方法について説明したが、これらは上述した
実施例に限定されるものではない。例えば、基板搬送室
７内に２枚以上の基板を待機させることができる真空処
理装置を構成してもよい。即ち、実施例１〜実施例３に
示したような基板待機手段１３を２組以上配設したり、
１つの基板載置ユニット１７が２枚以上の基板を保持で
きるようにしてもよい。このようにすることにより、実
施例３にて説明したローダ室１０から取り出した基板の
待機と、処理室２から取り出した基板の待機の両方を行
えるため、一層、基板搬送の効率化を図ることが可能と
なる。

【００８１】また、上述の実施例では、基板搬送ロボッ
ト１２として、ハンド部１４を１つしか持たないものを
用いたが、共通のアーム部１５に２つ以上のハンド部１
４を有するような基板搬送ロボット１２を用いてもよ
い。例えば、２つのハンド部１４を有する基板搬送ロボ
ット１２を用い、実施例３のようにローダ室１０から取
り出した基板を基板待機手段１３に待機させるならば、
ローダ室１０のゲートバルブ８を開放したら、一度に２
枚以上の基板を取り出せ、そのうち１枚を基板待機手段
１３へ待機させればよい。即ち、ゲートバルブ８の開放
は、基板１枚毎に行う必要がなく、２枚に１度で済む。
そして、各処理チャンバ１，２，３のゲートバルブ４，
５，６を一旦開放したら、基板の取り出しと共に基板の
搬入も同時に行えるので、基板の搬出入が非常にスムー
ズとなり、各処理チャンバ１，２，３の稼働率も高ま
る。

【００８２】なお、基板待機手段１３の配設位置を図１
では、基板搬送室７におけるローダ室１０に近い場所に
示したが、これに限られず、基板搬送ロボット１２の動
きを妨げない場所であれば、基板搬送室７内のどこであ
ってもよい。例えば、基板押上ユニット２３の基板押上
ピン２５を基板搬送ロボット１２の駆動部１６から突出
／後退させるようにし、基板搬送ロボット１２の駆動部
１６上にて、基板載置ユニット１７への基板の載置を行
ってもよい。

【００８３】また、本実施例では本発明の真空処理装置
を用いて配線形成を行ったが、これに限られず、複数の
処理チャンバ間で搬送させて、該基板に対して一連の処
理を施すならば、本発明の真空処理装置をどのようなプ
ロセスに用いてもよい。さらに、処理チャンバの数も３
つに限られず、適宜、必要な処理を行える処理チャンバ
を必要な数だけ組み合わせればよい。

【００８４】

【発明の効果】以上の説明から明かなように、本発明に
係る真空処理装置は、基板の搬出入が迅速に且つ効率よ
く行える。このため、この真空処理装置を使用すると、
各処理室の稼働率が高まり、真空処理装置全体としての
スループットが向上する。

【００８５】また、基板に対する一連の処理が外部の雰
囲気から遮断された状態にて行えるので、プロセスの再
現性が向上すると共に、基板へのパーティクルの付着が
防止できる。また、基板待機手段は基板搬送室内に設け
られているため、待機チャンバを基板搬送室に接続する
場合に比して、クリーンルームを省スペース化でき、該
クリーンルームの維持費を削減することも可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るマルチチャンバ方式の真空処理装
置の概要を示す模式的平面図である。

【図２】基板搬送室の内部を側面から見た模式図であ
る。

【図３】基板待機手段における基板載置ユニットの一構
成例を示す斜視図である。

【図４】基板載置ユニット他の構成例を示す斜視図であ
る。

【図５】基板載置ユニットのさらに他の構成例を示す斜
視図である。

【図６】従来のマルチチャンバ方式の真空処理装置の概
要を示す模式的平面図である。

【符号の説明】 １，２，３ 処理チャンバ ４，５，６ ゲートバルブ ７ 基板搬送室 ８ ゲートバルブ １０ ローダ室 １２ 基板搬送ロボット １３ 基板待機手段 １７ 基板載置ユニット １８ リング状部材 ２０ 駆動部材 ２３ 基板押上ユニット ２７ 基板 ２８ リング状部材 ２８ａ 開口 ２９ 基板載置片 ３８ 可動部材 ３８ａ 空隙部 ｌw 基板の外径寸法 ｌa 有効開口寸法 ｌn 空隙部の寸法

Claims (21)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板に対して所定の処理を行う複数の処
   理室と、 これら複数の処理室に共通に接続される基板搬送室と、 前記基板搬送室内に配設され、該基板搬送室と前記処理
   室との間で基板の搬出入を行う基板搬送手段とを備えた
   真空処理装置において、 前記基板搬送室内に、１枚以上の基板を待機させる基板
   待機手段を有することを特徴とする真空処理装置。
2. 【請求項２】 前記基板搬送室は、前記処理室での所定
   処理が行われる前の基板が収納されるローダ室と、前記
   複数の処理室での所定の処理が全て終了した基板が収納
   されるアンローダ室にも接続され、 前記基板搬送手段は、前記ローダ室およびアンローダ室
   と前記基板搬送室との間での基板の搬出入も行うことを
   特徴とする請求項１記載の真空処理装置。
3. 【請求項３】 前記基板待機手段は、前記基板搬送手段
   よりも上方にて基板を載置する基板載置ユニットを有す
   ることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の真
   空処理装置。
4. 【請求項４】 前記基板待機手段は、前記基板搬送手段
   に保持された基板を上方へ押し上げる基板押上ユニット
   を有することを特徴とする請求項３記載の真空処理装
   置。
5. 【請求項５】 前記基板載置ユニットにおいて基板の裏
   面の少なくとも一部を支持する基板載置部材は、前記基
   板押上ユニットの移動軌跡に一部重なる軌跡を描いて該
   基板載置部材を移動させる駆動部材に接続することを特
   徴とする請求項３または請求項４記載の真空処理装置。
6. 【請求項６】 前記基板載置部材は、前記基板押上ユニ
   ットの移動軌跡に重なる範囲に切欠きが設けられたリン
   グ状部材であることを特徴とする請求項５記載の真空処
   理装置。
7. 【請求項７】 前記基板載置ユニットにおいて基板の裏
   面の少なくとも一部を支持する基板載置部材は、基板の
   外周プロファイルに実質的に沿った開口を有し、かつ該
   開口の有効開口寸法を最大時には該基板の外形寸法より
   も大、最小時には該基板の外形寸法よりも小に変化させ
   る可動部材を備えることを特徴とする請求項３または請
   求項４に記載の真空処理装置。
8. 【請求項８】 前記開口は、基板載置部材を構成するリ
   ング状部材の中央に設けられ、前記可動部材は、該リン
   グ状部材に収納可能に配設され、かつ該開口の中心に向
   けて繰り出されることによって該開口の有効開口寸法を
   小に変化させる複数個の基板載置片より構成されること
   を特徴とする請求項７記載の真空処理装置。
9. 【請求項９】 前記基板載置ユニットにおいて基板の裏
   面の少なくとも一部を支持する基板載置部材は、基板の
   外周プロファイルに実質的に沿って配列された複数の可
   動部材より構成され、該複数の可動部材の近接／離間に
   より該可動部材によって囲まれた空隙部の寸法を最大時
   には該基板の外形寸法よりも大、最小時には該基板の外
   形寸法よりも小に変化させることを特徴とする請求項３
   または請求項４に記載の真空処理装置。
10. 【請求項１０】 前記複数の可動部材の各々は、基板載
    置用のフランジ部を有し、かつ全体として円環の少なく
    とも一部を構成することを特徴とする請求項９に記載の
    真空処理装置。
11. 【請求項１１】 請求項１ないし請求項１０のいずれか
    １項に記載の真空処理装置を用いて、基板を前記複数の
    処理室間で搬送させながら、該基板に対して一連の処理
    を施すに際し、 前記基板待機手段によって、１枚以上の基板を一時的に
    前記基板搬送室内に待機させている間、前記基板搬送手
    段によって、所定の処理室と前記基板搬送室との間、あ
    るいは、前記ローダ室またはアンローダ室と前記基板搬
    送室との間で、他の基板の搬出入を行うことを特徴とす
    る真空処理装置の使用方法。
12. 【請求項１２】 前記基板待機手段には、ある処理室か
    ら取り出された基板を、他の処理室へ搬入するまでの
    間、待機させることを特徴とする請求項１１記載の真空
    処理装置の使用方法。
13. 【請求項１３】 前記基板待機手段には、ローダ室から
    取り出された基板を、所定の処理室へ搬入するまでの
    間、待機させることを特徴とする請求項１１または請求
    項１２に記載の真空処理装置の使用方法。
14. 【請求項１４】 前記基板待機手段によって基板を待機
    させるには、前記基板搬送手段よりも上方にて、前記基
    板載置ユニットの前記基板載置部材に基板を載置させる
    ことを特徴とする請求項１１ないし請求項１３のいずれ
    か１項に記載の真空処理装置の使用方法。
15. 【請求項１５】 前記基板載置ユニットに基板を載置さ
    せるに際しては、前記基板搬送手段に保持された基板を
    前記基板押上ユニットによって上方へ押し上げることを
    特徴とする請求項１４記載の真空処理装置の使用方法。
16. 【請求項１６】 前記基板載置部材をこれに接続される
    前記駆動部材によって前記基板押上ユニットの移動軌跡
    に重なる位置に移動させて、 前記基板押上ユニットに保持された基板の裏面の少なく
    とも一部を前記基板載置部材にて支持させることを特徴
    とする請求項１５に記載の真空処理装置の使用方法。
17. 【請求項１７】 前記基板載置部材であるリング状部材
    を前記基板押上ユニットの移動軌跡に重ねたときに、該
    リング状部材の内部に該基板押上ユニットを存在させる
    ことを特徴とする請求項１６に記載の真空処理装置の使
    用方法。
18. 【請求項１８】 前記基板載置ユニットに基板を載置さ
    せるには、前記基板の外周プロファイルに実質的に沿っ
    た開口を有する基板載置部材に備えられた可動部材を動
    作させ、該開口の有効開口寸法を基板の外形寸法よりも
    大とした状態で、基板を該開口に通過させて該可動部材
    よりも相対的に上方に位置させた後、 前記開口の有効開口寸法を基板の外形寸法よりも小と
    し、 前記基板搬送手段または前記基板押上ユニットに保持さ
    れた基板の裏面の少なくとも一部を前記基板載置部材に
    て支持させることを特徴とする請求項１４または請求項
    １５に記載の真空処理装置の使用方法。
19. 【請求項１９】 前記有効開口寸法は、前記可動部材を
    構成する複数個の基板載置片を前記基板載置部材を構成
    するリング状部材に収納する、または該リング状部材の
    開口の中心に向けて繰り出すことにより変化させること
    を特徴とする請求項１８に記載の真空処理装置の使用方
    法。
20. 【請求項２０】 前記基板載置ユニットに基板を載置さ
    せるには、前記基板の外周プロファイルに実質的に沿っ
    て配列された複数の可動部材よりなる基板載置部材にお
    ける該複数の可動部材を互いに離間させることによっ
    て、該可動部材によって囲まれた空隙部の寸法を基板の
    外形寸法よりも大とした状態で、基板を該空隙部に通過
    させて該可動部材よりも相対的に上方に位置させた後、 前記複数の可動部材を互いに近接させることによって、
    前記空隙部の開口の有効開口寸法を基板の外形寸法より
    も小とし、 前記基板搬送手段または前記基板押上ユニットに保持さ
    れた基板の裏面の少なくとも一部を前記基板載置部材に
    て支持させることを特徴とする請求項１４または請求項
    １５に記載の真空処理装置の使用方法。
21. 【請求項２１】 前記複数の可動部材による基板の支持
    は、該複数の可動部材を近接させることによって該基板
    の外周プロファイルに実質的に沿った円環の少なくとも
    一部を構成した状態で、該可動部材の各々に設けられた
    フランジ部上にて行うことを特徴とする請求項２０に記
    載の真空処理装置の使用方法。