JPH1050802A

JPH1050802A - 基板処理装置

Info

Publication number: JPH1050802A
Application number: JP22302296A
Authority: JP
Inventors: Atsuhiko Suda; 敦彦須田; Kazuyuki Toyoda; 一行豊田; Kazumasa Makiguchi; 一誠巻口; Mitsunori Takeshita; 光徳竹下; Tsutomu Tanaka; 田中　　勉; Sadayuki Suzuki; 貞之鈴木; Shinichi Nomura; 慎一野村
Original assignee: Kokusai Electric Corp
Current assignee: Kokusai Electric Corp
Priority date: 1996-08-05
Filing date: 1996-08-05
Publication date: 1998-02-20

Abstract

(57)【要約】【課題】高い基板処理効率が得られ、スループットの優
れた基板処理装置を提供する。【解決手段】カセットローダ室１０にカセット搬送兼ウ
ェーハ搬送ロボット２０を設け、その室壁１２に連結モ
ジュール３００を取り外し可能に取り付ける。連結モジ
ュール３００を互いに離間して鉛直方向に積み重ねる。
各連結モジュール３００では、外ゲートバルブ６２、ロ
ードロック室５２、ゲートバルブ６４、搬送室５４、ゲ
ートバルブ６６及び反応処理室５６をカセットローダ室
１０からこの順に連結配置する。ロードロック室５２内
のウェーハボート７０の構造を反応処理室５６内で同時
に処理されるウェーハ５の枚数の２倍以上の枚数を保持
可能なものとする。搬送室５４内にウェーハ搬送ロボッ
ト８０を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は基板処理装置に関
し、特に半導体ウェーハ処理装置に関し、そのなかでも
特に、プラズマエッチング装置、プラズマＣＶＤ（Chem
ical Vapor Deposition ）装置、プラズマアッシング装
置等、プラズマを利用して半導体ウェーハを処理する半
導体ウェーハ処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１３は、従来のプラズマを利用した半
導体ウェーハ処理装置のうち、プラズマＣＶＤ装置５０
０の一例を示した平面図である。

【０００３】搬送ロボット５７０を内蔵したロードロッ
ク室５１０の周辺にはゲート弁５６２、５６４、５６６
および５４２をそれぞれ介して反応処理室５５２、５５
４および５５６ならびにカセット室５２０の各ユニット
が設置されている。それぞれのユニットは気密構造にな
っており、カセット室５２０にはカセット５３０を出し
入れするための外ゲート弁５４４がゲート弁５４２とは
別に設けられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このような構造のプラ
ズマＣＶＤ装置５００では、カセット室５２０と反応処
理室５５２、５５４、５５６との間での半導体ウェーハ
５の搬送はロードロック室５１０の搬送ロボット５７０
のみによって行っていたので、半導体ウェーハ５の処理
効率を向上させることは困難であった。スループットを
稼ぐためにはロードロック室５１０をさらに多角形とし
て反応処理室５５２、５５４、５５６を増す必要がある
が、このようにすると、搬送ロボット５７０による搬送
が基板処理速度をますます律速するようになり、やはり
半導体ウェーハ５の処理効率を向上させることは困難で
あった。

【０００５】従って、本発明の目的は、高い基板処理効
率が得られ、スループットの優れた基板処理装置を提供
することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、基板搬
送部と、前記基板搬送部に取り付けられた複数のモジュ
ールと、前記基板搬送部内に設けられた第１の基板搬送
手段であって、基板を前記複数のモジュールに搬送可能
な第１の基板搬送手段と、を備える基板処理装置であっ
て、前記複数のモジュールのそれぞれが、前記基板を処
理する気密構造の基板処理室と、前記基板処理室と前記
基板搬送部との間に設けられた気密構造の中間室と、前
記基板処理室と前記中間室との間に設けられた第１のバ
ルブであって閉じた場合には前記基板処理室と前記中間
室との間を気密にすることができ、開いた場合には前記
基板がその内部を通って移動可能な第１のバルブと、前
記中間室と前記基板搬送部との間に設けられた第２のバ
ルブであって閉じた場合には前記中間室と前記基板搬送
部との間を気密にすることができ、開いた場合には前記
基板がその内部を通って移動可能な第２のバルブとを備
え、前記中間室には前記基板を保持可能な基板保持手段
が設けられ、前記基板保持手段が前記基板処理室のそれ
ぞれにおいて一度に処理される前記基板の枚数の少なく
とも２倍以上の枚数の基板を保持可能であり、前記中間
室または前記基板処理室には、前記基板を前記基板保持
手段と前記基板処理室との間で搬送可能な第２の基板搬
送手段が設けられていることを特徴とする第１の基板処
理装置が提供される。

【０００７】本発明のこの第１の基板処理装置において
は、基板処理室をそれぞれ備える複数のモジュールが基
板搬送部に取り付けられているから、その分、基板処理
の効率を高めることができる。

【０００８】そして、本発明の第１の基板処理装置は、
基板を各モジュールに搬送可能な第１の基板搬送手段
と、各モジュールに設けられた基板保持手段と、各モジ
ュールに設けられ、基板保持手段と基板処理室との間で
基板を搬送可能な第２の基板搬送手段とを備えているか
ら、各モジュールへの基板搬送と、各モジュール内での
基板搬送とを独立したものとすることができ、その結
果、基板搬送を効率よく行えるようになる。

【０００９】さらに、このように、各モジュールの中間
室には基板保持手段と基板処理室との間で基板を搬送可
能な第２の基板搬送手段が設けられているので、他のモ
ジュールの基板処理室における処理状態とは無関係に基
板処理室に基板を搬入でき基板処理室から基板を搬出で
きる。基板として、例えば半導体ウェーハを使用する場
合には、基板処理室内における基板の加熱時間は、半導
体ウェーハ内の不純物の分布状態等に影響を与え、それ
がひいては半導体デバイスの特性に影響を与えるので、
一定にする必要があるが、本発明においては、各モジュ
ールに基板処理室と基板搬送手段とがそれぞれ設けられ
ているから、他の基板処理室での処理状態とは無関係に
基板を搬出でき、その結果、各モジュールにおいて基板
が加熱される時間をそれぞれ一定に保つことができる。

【００１０】さらに、複数のモジュールのそれぞれが、
基板を処理する気密構造の基板処理室と、基板処理室と
基板搬送部との間に設けられた気密構造の中間室と、基
板処理室と中間室との間に設けられた第１のバルブであ
って、閉じた場合には基板処理室と中間室との間を気密
にすることができ、開いた場合には基板がその内部を通
って移動可能な第１のバルブと、中間室と基板搬送部と
の間に設けられた第２のバルブであって閉じた場合には
中間室と基板搬送部との間を気密にすることができ、開
いた場合には基板がその内部を通って移動可能な第２の
バルブとを備えているから、各モジュールの中間室と基
板処理室とをそれぞれ独立して気密に保つことができ
て、各モジュール内および各モジュール間において中間
室と基板処理室とを独立して所定のガス雰囲気や真空雰
囲気にすることができ、しかも、基板処理室と中間室と
の間および中間室と基板搬送部との間をそれぞれ基板が
移動できる。そして、このように中間室と基板処理室と
を独立して気密に保つことができるので、中間室はロー
ドロック室として機能させることができる。なお、この
ような第１のバルブとしては、好ましくはゲートバルブ
が用いられる。

【００１１】そして、中間室に設けられる基板保持手段
が、基板処理室のそれぞれにおいて一度に処理される基
板の枚数の少なくとも２倍以上の枚数の基板を保持可能
であるので、基板処理室で基板を処理している間に予め
中間室の基板保持手段に次に処理すべき基板を保持して
おくことができ、基板処理室から基板保持手段に処理後
の基板を取り出した後、すぐに次の基板処理のための基
板を基板処理室に供給できる。その結果、基板を効率よ
く処理することができ、スループットを高くすることが
できる。

【００１２】また、第２の基板搬送手段に加えて基板保
持手段をさらに設けることにより、基板の保持機能と搬
送機能とを分離することができるようになり、例えば、
ある基板を基板保持手段で保持して冷却等を行っている
間に他の基板を基板搬送手段で基板処理室に搬送するこ
とができるようになり、より効率的に基板の処理を行う
ことができるようになる。

【００１３】好ましくは、前記複数のモジュールのそれ
ぞれが、前記基板を処理する前記基板処理室であって真
空的に気密な構造の前記基板処理室と、前記基板処理室
と前記基板搬送部との間に設けられた前記中間室であっ
て真空的に気密な構造の前記中間室と、前記基板処理室
と前記中間室との間に設けられた前記第１のバルブであ
って閉じた場合には前記基板処理室と前記中間室との間
を真空的に気密にすることができ、開いた場合には前記
基板がその内部を通って移動可能な前記第１のバルブ
と、前記中間室と前記基板搬送部との間に設けられた前
記第２のバルブであって閉じた場合には前記中間室と前
記基板搬送部との間を真空的に気密にすることができ、
開いた場合には前記基板がその内部を通って移動可能な
前記第２のバルブとを備える。

【００１４】このようにすれば、各モジュールの中間室
と基板処理室とをそれぞれ独立して真空的に気密に保つ
ことができて、各モジュール内および各モジュール間に
おいて中間室と基板処理室とを独立して所定の真空雰囲
気にすることができ、しかも、基板処理室と中間室との
間および中間室と基板搬送部との間をそれぞれ基板が移
動できる。そして、このように中間室と基板処理室とを
独立して真空的に気密に保つことができるので、中間室
を真空用のロードロック室として機能させることができ
る。

【００１５】そして、このような真空的に気密な構造の
中間室または基板処理室には基板を保持可能な基板保持
手段と基板処理室との間で搬送可能な第２の基板搬送手
段が設けられているので、各モジュールへの基板の搬送
は基板搬送部に設けられた第１の基板搬送手段によって
大気圧下で行い、真空中での基板の搬送は各モジュール
の中間室または基板処理室に設けられた第２の基板搬送
手段で行うようにすることができる。従って、基板を搬
送する機構を設ける領域を全て真空的に気密な構造とす
る必要がなくなり、各モジュールに基板を搬送する基板
搬送部は大気圧下で搬送を行う領域とすることができ、
真空的に気密な構造の領域は各モジュールの中間室や基
板処理室に分割することができる。その結果、基板搬送
部の構造や第１の基板搬送手段の構造を簡単なものとす
ることができ、安価に製作できるようになる。また、各
モジュールの中間室のそれぞれの容積も小さくなり、そ
の壁の厚みを薄くしても強度が保てるようになり、その
結果、安価に製作できるようになる。さらに、中間室ま
たは基板処理室に設けられた第２の基板搬送手段におい
ても、その鉛直方向の昇降動作を必要最小限に抑えるこ
とができるので、その制作費も安価なものとなり、ま
た、真空的に気密な構造の中間室内または基板処理室内
において第２の基板搬送手段の駆動部から発生する可能
性のあるパーティクルも最小限に抑えることができる。

【００１６】そして、例えば、各モジュールに基板を搬
送する基板搬送部は大気圧下で搬送を行う領域とし、基
板処理室においては減圧下で基板の処理を行う場合を考
えると、本発明の第１の基板処理装置においては、中間
室に設けられる基板保持手段が、基板処理室のそれぞれ
において一度に処理される基板の枚数の少なくとも２倍
以上の枚数の基板を保持可能であるので、基板処理室で
減圧下で基板を処理している間に予め中間室を大気圧状
態として基板保持手段に次に処理すべき基板を保持し、
その後中間室を減圧にして待機しておくことができる。
従って、基板処理室において基板の処理が終わって所定
の減圧状態となれば、すぐに第１のバルブを開けて基板
保持手段に処理後の基板を取り出すことができ、その
後、すぐに、次の基板処理のための基板を基板処理室に
供給できる。その結果、基板を効率よく処理することが
でき、スループットを高くすることができる。

【００１７】また、このように基板処理室と中間室が共
に真空的に気密な構造であるので、基板処理室と中間室
とが減圧可能であることが好ましいが、その場合には、
さらに好ましくは、基板処理室と中間室とを互いに独立
して減圧可能とする。

【００１８】また、好ましくは、前記第２の基板搬送手
段が前記中間室に設けられている。

【００１９】また、好ましくは、前記基板保持手段が前
記第２の基板搬送手段よりも前記基板搬送部側に設けら
れている。

【００２０】このようにすれば、基板搬送部の第１の基
板搬送手段と中間室の第２の基板搬送手段との間にこの
基板保持手段が位置することになり、この基板保持手段
を介して、第１の基板搬送手段と第２の基板搬送手段と
の間で効率的に基板の受け渡しができるようになる。

【００２１】また、本発明によれば、基板搬送部と、前
記基板搬送部に取り付けられた複数のモジュールと、前
記基板搬送部内に設けられた第１の基板搬送手段であっ
て、基板を前記複数のモジュールに搬送可能な第１の基
板搬送手段と、を備える基板処理装置であって、前記複
数のモジュールのそれぞれが、前記基板を処理する気密
構造の基板処理室と、前記基板処理室と前記基板搬送部
との間に設けられた気密構造の第１および第２の中間室
であって、前記基板処理室側の前記第１の中間室と、前
記基板搬送部側の前記第２の中間室と、前記基板処理室
と前記第１の中間室との間に設けられた第１のバルブで
あって閉じた場合には前記基板処理室と前記第１の中間
室との間を気密にすることができ、開いた場合には前記
基板がその内部を通って移動可能な第１のバルブと、前
記第１の中間室と前記第２の中間室との間に設けられた
第２のバルブであって閉じた場合には前記第１の中間室
と前記第２の中間室との間を気密にすることができ、開
いた場合には前記基板がその内部を通って移動可能な第
２のバルブと、前記第２の中間室と前記基板搬送部との
間に設けられた第３のバルブであって閉じた場合には前
記第２の中間室と前記基板搬送部との間を気密にするこ
とができ、開いた場合には前記基板がその内部を通って
移動可能な第３のバルブとを備え、前記第２の中間室に
は、前記基板を保持可能な基板保持手段が設けられ、前
記基板保持手段が前記基板処理室のそれぞれにおいて一
度に処理される前記基板の枚数の少なくとも２倍以上の
枚数の基板を保持可能であり、前記第１の中間室には、
前記基板を前記基板保持手段と前記基板処理室との間で
搬送可能な第２の基板搬送手段が設けられていることを
特徴とする第２の基板処理装置が提供される。

【００２２】本発明のこの第２の基板処理装置において
は、基板処理室をそれぞれ備える複数のモジュールが基
板搬送部に取り付けられているから、その分、基板処理
の効率を高めることができる。

【００２３】そして、本発明の第２の基板処理装置は、
基板を各モジュールに搬送可能な第１の基板搬送手段
と、各モジュールに設けられた基板保持手段と、各モジ
ュールに設けられ、基板保持手段と基板処理室との間で
基板を搬送可能な第２の基板搬送手段とを備えているか
ら、各モジュールへの基板搬送と、各モジュール内での
基板搬送とを独立したものとすることができ、その結
果、基板搬送を効率よく行えるようになる。

【００２４】さらに、このように、各モジュールの第１
の中間室には基板保持手段と基板処理室との間で基板を
搬送可能な第２の基板搬送手段が設けられているので、
他のモジュールの基板処理室における処理状態とは無関
係に基板処理室に基板を搬入でき基板処理室から基板を
搬出できる。このように、各モジュールに基板処理室と
基板搬送手段とがそれぞれ設けられているから、他の基
板処理室での処理状態とは無関係に基板を搬出でき、そ
の結果、各モジュールにおいて基板が加熱される時間を
それぞれ一定に保つことができる。

【００２５】さらに、複数のモジュールのそれぞれが、
基板を処理する気密構造の基板処理室と、基板処理室と
基板搬送部との間に設けられた気密構造の第１および第
２の中間室であって、基板処理室側の第１の中間室と、
基板搬送部側の第２の中間室と、基板処理室と第１の中
間室との間に設けられた第１のバルブであって閉じた場
合には基板処理室と第１の中間室との間を気密にするこ
とができ、開いた場合には基板がその内部を通って移動
可能な第１のバルブと、第１の中間室と第２の中間室と
の間に設けられた第２のバルブであって閉じた場合には
第１の中間室と第２の中間室との間を気密にすることが
でき、開いた場合には基板がその内部を通って移動可能
な第２のバルブと、第２の中間室と基板搬送部との間に
設けられた第３のバルブであって閉じた場合には第２の
中間室と基板搬送部との間を気密にすることができ、開
いた場合には基板がその内部を通って移動可能な第３の
バルブとを備えているから、各モジュールの第１の中間
室と第２の中間室と基板処理室とをそれぞれ独立して気
密に保つことができて、各モジュール内および各モジュ
ール間において第１の中間室と第２の中間室と基板処理
室とを独立して所定のガス雰囲気や真空雰囲気にするこ
とができ、しかも、基板処理室と第１の中間室との間、
第１の中間室と第２の中間室との間および第２の中間室
と基板搬送部との間をそれぞれ基板が移動できる。そし
て、このように第１および第２の中間室と基板処理室と
を独立して気密に保つことができるので、第２の中間室
はロードロック室として機能させることができる。な
お、このような第１および第２のバルブとしては、好ま
しくはゲートバルブが用いられる。

【００２６】そして、第２の中間室に設けられる基板保
持手段が、基板処理室のそれぞれにおいて一度に処理さ
れる基板の枚数の少なくとも２倍以上の枚数の基板を保
持可能であるので、基板処理室で基板を処理している間
に予め第２の中間室の基板保持手段に次に処理すべき基
板を保持しておくことができ、基板処理室から基板保持
手段に処理後の基板を取り出した後、すぐに次の基板処
理のための基板を基板処理室に供給できる。その結果、
基板を効率よく処理することができ、スループットを高
くすることができる。

【００２７】また、第２の基板搬送手段に加えて基板保
持手段をさらに設けることにより、基板の保持機能と搬
送機能とを分離することができるようになり、例えば、
ある基板を基板保持手段で保持して冷却等を行っている
間に他の基板を基板搬送手段で基板処理室に搬送するこ
とができるようになり、より効率的に基板の処理を行う
ことができるようになる。

【００２８】この第２の基板処理装置において、好まし
くは、前記複数のモジュールのそれぞれが、前記基板を
処理する前記基板処理室であって真空的に気密な構造の
前記基板処理室と、前記基板処理室と前記基板搬送部と
の間に設けられ、真空的に気密な構造の前記第１および
第２の中間室であって、前記基板処理室側の前記第１の
中間室と、前記基板搬送部側の前記第２の中間室と、前
記基板処理室と前記第１の中間室との間に設けられた前
記第１のバルブであって閉じた場合には前記基板処理室
と前記第１の中間室との間を真空的に気密にすることが
でき、開いた場合には前記基板がその内部を通って移動
可能な前記第１のバルブと、前記第１の中間室と前記第
２の中間室との間に設けられた前記第２のバルブであっ
て閉じた場合には前記第１の中間室と前記第２の中間室
との間を真空的に気密にすることができ、開いた場合に
は前記基板がその内部を通って移動可能な前記第２のバ
ルブと、前記第２の中間室と前記基板搬送部との間に設
けられた前記第３のバルブであって閉じた場合には前記
第２の中間室と前記基板搬送部との間を真空的に気密に
することができ、開いた場合には前記基板がその内部を
通って移動可能な前記第３のバルブとを備える。

【００２９】このようにすれば、各モジュールの第１の
中間室と第２の中間室と基板処理室とをそれぞれ独立し
て真空的に気密に保つことができて、各モジュール内お
よび各モジュール間において第１の中間室と第２の中間
室と基板処理室とを独立して所定の真空雰囲気にするこ
とができ、しかも、基板処理室と第１の中間室との間、
第１の中間室と第２の中間室との間および第２の中間室
と基板搬送部との間をそれぞれ基板が移動できる。そし
て、このように第１、第２の中間室と基板処理室とを独
立して真空的に気密に保つことができるので、第２の中
間室を真空用のロードロック室として機能させることが
できる。

【００３０】そして、このような真空的に気密な構造の
第１の中間室には基板を保持可能な基板保持手段と基板
処理室との間で搬送可能な第２の基板搬送手段が設けら
れているので、各モジュールへの基板の搬送は基板搬送
部に設けられた第１の基板搬送手段によって大気圧下で
行い、真空中での基板の搬送は各モジュールの第１の中
間室に設けられた第２の基板搬送手段で行うようにする
ことができる。従って、基板を搬送する機構を設ける領
域を全て真空的に気密な構造とする必要がなくなり、各
モジュールに基板を搬送する基板搬送部は大気圧下で搬
送を行う領域とすることができ、真空的に気密な構造の
領域は各モジュールの第１の中間室に分割することがで
きる。その結果、基板搬送部の構造や第１の基板搬送手
段の構造を簡単なものとすることができ、安価に製作で
きるようになる。また、各モジュールの第１の中間室の
それぞれの容積も小さくなり、その壁の厚みを薄くして
も強度が保てるようになり、その結果、安価に製作でき
るようになる。さらに、第１の中間室に設けられた第２
の基板搬送手段においても、その鉛直方向の昇降動作を
必要最小限に抑えることができるので、その制作費も安
価なものとなり、また、真空的に気密な構造の第１の中
間室内において第２の基板搬送手段の駆動部から発生す
る可能性のあるパーティクルも最小限に抑えることがで
きる。

【００３１】なお、同じく真空的に気密な構造である第
２の中間室も各モジュールにそれぞれ設けられているの
で、それぞれの容積も小さくなり、その壁の厚みも薄く
しても強度が保てるようになり、その結果、安価に製作
できるようになる。

【００３２】また、本発明の第２の基板処理装置におい
ては、基板処理室と第１の中間室と第２の中間室とが共
に真空的に気密な構造である場合には、基板処理室と第
１の中間室と第２の中間室とが減圧可能であることが好
ましいが、その場合には、さらに好ましくは、基板処理
室と第１の中間室と第２の中間室とを互いに独立して減
圧可能とする。

【００３３】また、本発明の第１および第２の基板処理
装置においては、前記基板処理室に前記基板を保持可能
な第２の基板保持手段が設けられ、前記基板保持手段が
前記第２の基板保持手段よりも少なくとも２倍以上の枚
数の基板を保持可能であることが好ましく、このように
すれば、第２の中間室に設けられる基板保持手段が、基
板処理室のそれぞれにおいて一度に処理される基板の枚
数の少なくとも２倍以上の枚数の基板を保持可能とな
り、基板処理室で基板を処理している間に予め第２の中
間室の基板保持手段に次に処理すべき基板を保持してお
くことができ、基板処理室から基板保持手段に処理後の
基板を取り出した後、すぐに次の基板処理のための基板
を基板処理室に供給でき、その結果、基板を効率よく処
理することができ、スループットを高くすることができ
る。

【００３４】また、本発明の第１および第２の基板処理
装置においては、好ましくは、前記基板保持手段が、前
記基板処理室で処理される前の基板を保持する処理前基
板保持部と、前記基板処理室で処理された後の基板を保
持する処理済基板保持部であって前記処理前基板保持部
とは異なる前記処理済基板保持部とを備える。

【００３５】このようにすれば、基板処理室で基板を処
理している間に予め第２の中間室の基板保持手段の処理
前基板保持部に次に処理すべき基板を保持しておくこと
ができ、基板処理室から取り出した処理後の基板は基板
保持手段の処理済基板保持部に保持できるから、処理後
の基板を取り出して処理済基板保持部に保持した後、す
ぐに次の基板処理のための基板を処理前基板保持部から
基板処理室に供給でき、その結果、基板を効率よく処理
することができ、スループットを高くすることができ
る。

【００３６】また、本発明の第１および第２の基板処理
装置においては、好ましくは、前記基板処理室が、複数
枚の前記基板を同時に処理可能な基板処理室である。こ
のようにすれば、基板の処理効率が向上し、スループッ
トが向上する。

【００３７】そして、この場合に、好ましくは、前記第
２の基板搬送手段が、複数枚の前記基板を同時に搬送可
能である。このようにすれば、基板の搬送効率が向上
し、スループットが向上する。

【００３８】この場合に、さらに好ましくは、この前記
第２の基板搬送手段が、前記基板処理室のそれぞれにお
いて一度に処理される前記基板の枚数と同じ枚数の前記
基板を同時に搬送可能である。このようにすれば、基板
の搬送効率が向上し、スループットが向上する。

【００３９】また、本発明の第１および第２の基板処理
装置においては、好ましくは、前記第１の基板搬送手段
が、複数枚の前記基板を同時に搬送可能である。このよ
うにすれば、基板の搬送効率が向上し、スループットが
向上する。

【００４０】本発明の第１および第２の基板処理装置
は、前記基板搬送部が大気圧下で前記基板を搬送する基
板搬送部である場合に好適に使用される。

【００４１】基板搬送部が大気圧下で基板を搬送する基
板搬送部であると、基板搬送部に設けられる第１の基板
搬送手段の構造が簡単なものとなり、安価に製造できる
ようになる。加えて、基板搬送部も気密構造のチャンバ
ーの中に設ける必要がなく、筺体で覆えばよくなるの
で、構造が簡単となり、製造費も低減することができ
る。

【００４２】そして、本発明の第１および第２の基板処
理装置は、前記基板搬送部が大気圧下で前記基板を搬送
する基板搬送部であって、前記基板処理室が減圧下で前
記基板の処理を行う基板処理室である場合に、特に有効
に機能する。

【００４３】この場合に、好ましくは、前記第１の基板
搬送手段が、複数枚の前記基板を同時に搬送可能であっ
て、前記複数枚の基板間のピッチを可変である。

【００４４】基板処理室内で複数枚の基板を同時に処理
するためには、例えば、成膜等を行う場合にあっては、
占有床面積を小さくするための基板を積層して基板の処
理を行うことが行われるが、この場合には、複数枚の基
板の間隔を基板処理室内でのガスの流れ等を考慮して膜
厚均一性等を維持することができる間隔にする必要があ
る。一方、工場内において基板を搬送する場合には、カ
セット等が用いられることが多いが、通常は、このカセ
ットの溝間隔は上記膜厚均一性等を維持することができ
る間隔とは異なっている。そのために、いずれかの場所
で基板間のピッチを変換することが必要となる。

【００４５】従って、上述のように、前記第１の基板搬
送手段が複数枚の基板を同時に搬送可能であって複数枚
の基板間のピッチを可変であるようにすれば、第１の基
板搬送手段が設けられる基板搬送部は大気圧下で前記基
板を搬送する基板搬送部であるので、この第１の基板搬
送手段は大気圧下で用いるものとなり、基板間のピッチ
を可変にしても、真空下での場合と比較すれば構造が簡
単であり、安価に製造でき、また、パーティクルの発生
を抑えることができる。そして、このように第１の搬送
手段で基板間のピッチを変換できるので、第１の中間室
に設けられる第２の基板搬送手段はピッチ可変な構造と
する必要がなくなり、その構造が簡単となり、安価に製
造できる。なお、この場合には、第２の中間室に設けら
れる基板保持手段が複数枚の基板を保持可能であって、
保持される基板間の間隔を基板処理室内での基板間の間
隔と実質的に等しくしておくことが好ましい。

【００４６】上記のように、大気圧下で基板間のピッチ
を可変とし減圧下では基板間のピッチを固定して、複数
枚の基板を同時に搬送するようにすれば、搬送装置の製
造コストを低減でき、搬送装置の大型化が抑制され、し
かもパーティクルの発生が抑制されて基板をクリーンな
環境で搬送することができる。さらに、複数枚の基板を
同時に搬送するので、スループットが向上し、基板間の
ピッチが可変であるので、基板処理室内において高精度
で基板処理が行える基板間のピッチに変換できる。

【００４７】また、本発明の第１および第２の基板処理
装置においては、好ましくは、前記基板保持手段が耐熱
性の基板保持手段である。

【００４８】このようにすれば、本発明の第１の基板処
理装置における中間室、第２の基板処理装置における第
１の中間室をそれぞれ、基板処理室で処理が終わった高
温の基板を冷却する基板冷却室として使用できる。

【００４９】なお、耐熱性の基板保持手段は、石英、ガ
ラス、セラミックスまたは金属からなることが好まし
く、このような材料から構成すれば、中間室や第１の中
間室を真空にしても、基板保持手段からアウトガス等の
不純物が発生することはないので、中間室や第１の中間
室の雰囲気を清浄に保つことができる。なお、セラミッ
クスとしては、焼結させたＳｉＣや焼結させたＳｉＣの
表面にＳｉＯ₂ 膜等をＣＶＤコートしたものやアルミナ
等が好ましく用いられる。

【００５０】また、本発明の第１および第２の基板処理
装置においては、好ましくは、前前記基板保持手段が、
複数の前記基板を鉛直方向に積層して保持可能である。

【００５１】この場合に、好ましくは、前記基板保持手
段を昇降可能な昇降手段をさらに備える。このように、
基板保持手段を昇降可能とすれば、基板保持手段と基板
処理室との間で基板を搬送可能な第２の基板搬送手段に
は昇降機能を設けなくともよくなり、その結果、第２の
基板搬送手段の構造が簡単となり、安価に製造できるよ
うになる。

【００５２】また、本発明の第１および第２の基板処理
装置の基板処理室においては、好ましくは、プラズマＣ
ＶＤ法、ホットウォールＣＶＤ法、光ＣＶＤ法等の各種
ＣＶＤ法等による絶縁膜、配線用金属膜、ポリシリコ
ン、アモルファスシリコン等の成膜や、エッチング、ア
ニール等の熱処理、エピタキシャル成長、拡散等が行わ
れる。

【００５３】そして、特に好ましくは、プラズマエッチ
ング、プラズマＣＶＤ、プラズマアッシング等、プラズ
マを利用して基板を処理するプラズマ処理が行われる
が、この場合には、好ましくは、前記基板処理装置が複
数の前記基板を横に並べて保持可能な第２の基板保持手
段を備える。

【００５４】このようにすれば、プラズマ処理装置の電
極との距離が複数の基板間でほぼ等しくでき、その結
果、複数の基板がさらされるプラズマの密度が基板間で
均一となり、基板間でプラズマ処理が均一に行えるよう
になる。

【００５５】そして、この場合に、好ましくは、前記基
板保持手段が複数の前記基板を鉛直方向に積層して保持
可能であり、前記第２の基板搬送手段が前記基板保持手
段と前記第２の基板保持手段との間で前記基板を搬送可
能である。

【００５６】また、本発明の第１および第２の基板処理
装置においては、好ましくは、前記複数のモジュールが
互いに離間して鉛直方向に積み重ねられ、前記複数のモ
ジュールのそれぞれが取り外し可能に前記基板搬送部に
取り付けられている。

【００５７】このように、複数のモジュールを鉛直方向
に積み重ねて設けているから、モジュールを複数使用し
て基板の処理効率を高くしても、基板処理装置によるク
リーンルームの占有面積を増加させることがなく、ま
た、装置のメンテナンス領域も増加させることがない。

【００５８】さらに、このように鉛直方向に積み重ねら
れた複数のモジュールが、互いに離間して、それぞれが
取り外し可能に基板搬送部に取り付けられているから、
いずれかのモジュールにメンテナンスが必要となった場
合に、メンテナンスが必要なモジュールのみを容易に取
り外すことができ、そのモジュールのメンテナンスを行
っている際にも他のモジュールを稼働させることがで
き、その結果、基板処理装置の稼働効率が大幅に向上す
る。

【００５９】また、複数のモジュールが、互いに離間し
て、それぞれが取り外し可能に基板搬送部に取り付けら
れているから、基板搬送部に取り付けるモジュールの数
を、時間当たりの必要処理枚数や処理の種類に応じて適
宜選択できる。

【００６０】これに対して、図１３に示した従来のプラ
ズマＣＶＤ装置５００では、スループットを稼ぐために
反応処理室５５２、５５４および５５６が３個設けられ
ているが、より一層のスループットを得るにはロードロ
ック室５１０をさらに多角形として反応処理室５５２、
５５４、５５６を増す必要がある。スループットを稼ぐ
目的で、ロードロック室５１０を多角形にすると、ロー
ドロック室５１０が大きくなるばかりでなく、これに連
結される反応処理室５５２、５５４、５５６のメンテナ
ンススペース５８０も大きくなり、装置の占有面積は増
大するばかりである。

【００６１】クリーンルームを必要とする半導体製造工
場においては、設備投資額及び設備の維持管理費は大き
な負担となっており、この負担を軽減するために、小占
有面積の装置が強く望まれている。本発明の第１および
第２の基板処理装置においては、上述のように、複数の
モジュールを鉛直方向に積み重ねて設けているから、モ
ジュールを複数使用して基板の処理効率を高くしても、
基板処理装置によるクリーンルームの占有面積を増加さ
せることがなく、また、装置のメンテナンス領域も増加
させることがない。

【００６２】また、本発明の第１および第２の基板処理
装置においては、好ましくは、複数の前記基板を収容可
能なカセットを保持するカセット保持手段が前記基板搬
送部にさらに設けられ、前記第１の基板搬送手段が前記
カセット保持手段に保持される前記カセットと前記複数
のモジュールとの間で前記基板を搬送可能である。

【００６３】この場合に、好ましくは、前記第１の基板
搬送手段が前記カセットを搬送可能な構造を有してい
る。

【００６４】このようにすれば、第１の基板搬送手段で
基板搬送手段とカセット搬送手段を兼ねることができる
ので、基板搬送手段の昇降手段とカセット搬送手段の昇
降手段とを共通化することができ、昇降装置の制作費が
低減でき、また、基板搬送部の占有床面積を小さくで
き、ひいては基板処理装置の占有面積を小さくできる。

【００６５】また、本発明の第１および第２の基板処理
装置においては、好ましくは、前記第１の基板搬送手段
を昇降可能な昇降機をさらに前記基板搬送部に備えるこ
とによって、各モジュールに第１の基板搬送手段が対応
可能とする。

【００６６】また、本発明の第１および第２の基板処理
装置においては、好ましくは、前記基板搬送部が、前記
カセット保持手段と異なる所定の高さに設けられたカセ
ット投入部であって、前記カセットを前記基板搬送部内
に投入および／または前記基板搬送部外に前記カセット
を搬出する前記カセット投入部をさらに備える。

【００６７】半導体製造工場においては、自動搬送ロボ
ットに対応するために、各装置においては、カセットの
投入高さが決められている場合が多い。本発明の基板処
理装置においては、これに対応できるように、上記のよ
うに、カセット投入部を所定の高さに設けている。この
場合に、カセット投入部に投入されたカセットから各モ
ジュール内に基板を搬送する必要が生じるが、本発明に
おいては、第１の基板搬送手段にカセットを搬送可能な
構造を設け、第１の基板搬送手段を昇降可能な昇降機を
基板搬送部に備え、また、カセットを保持するカセット
保持手段を基板搬送部に設けることにより、まず、複数
の基板を収容するカセットを所定のカセット保持手段ま
で昇降機と第１の基板搬送手段によって搬送し、その
後、第１の基板搬送手段によってカセットから各モジュ
ールまで基板をそれぞれ搬送できるので、カセット投入
部と各モジュールとの間の基板の搬送効率が高くなる。

【００６８】なお、本発明において処理される基板とし
ては、好ましくは半導体ウェーハが用いられ、その場合
には、基板処理装置は半導体ウェーハ処理装置として機
能する。

【００６９】また、基板としては、液晶表示素子用のガ
ラス基板等を使用することもできる。

【００７０】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。

【００７１】（第１の実施の形態）図１は、本発明の第
１の実施の形態の半導体ウェーハ処理装置を説明するた
めの図であり、図１Ａは平面図、図１Ｂは断面図であ
り、図２、図３は、本発明の本発明の第１の実施の形態
の半導体ウェーハ処理装置を説明するための断面図であ
り、図４、図５は、本発明の本発明の第１の実施の形態
の半導体ウェーハ処理装置を説明するための平面図であ
る。図６、図８は、本発明の本発明の第１の実施の形態
の半導体ウェーハ処理装置におけるロードロック室を説
明するための平面図であり、図７、図９は、本発明の本
発明の第１の実施の形態の半導体ウェーハ処理装置にお
けるロードロック室を説明するための断面図である。

【００７２】この半導体ウェーハ処理装置１として、プ
ラズマＣＶＤ装置を例として説明する。

【００７３】半導体ウェーハ処理装置１は、カセットロ
ーダユニット１００と、２つの連結モジュール３００と
を備えている。

【００７４】カセットローダユニット１００は、カセッ
トローダ室１０を備え、カセットローダ室１０の室壁１
２に、２つの連結モジュール３００がそれぞれ取り外し
可能に取り付けられている。また、２つの連結モジュー
ル３００は、互いに離間して鉛直方向に積み重ねられて
いる。

【００７５】このように、複数の連結モジュール３００
を鉛直方向に積み重ねて設けているから、連結モジュー
ル３００を複数使用してウェーハ５の処理効率を高くし
ても、半導体ウェーハ処理装置１によるクリーンルーム
の占有面積を増加させることがない。

【００７６】また、半導体ウェーハ処理装置１のメンテ
ナンス領域は、カセットローダユニット１００側のメン
テナンス領域１１２と反応処理室５６側のメンテナンス
領域１１４のみであるので、連結モジュール３００を複
数使用してウェーハ５の処理効率を高くしても、半導体
ウェーハ処理装置１のメンテナンス領域を増加させるこ
とがない。

【００７７】さらに、このように鉛直方向に積み重ねら
れた複数の連結モジュール３００が、互いに離間して、
それぞれが取り外し可能にカセットローダ室１０の室壁
１２に取り付けられているから、いずれかの連結モジュ
ール３００にメンテナンスが必要となった場合に、メン
テナンスが必要な連結モジュール３００のみを容易に取
り外すことができ、その連結モジュール３００のメンテ
ナンスを行っている際にも他の連結モジュール３００を
稼働させることができ、その結果、半導体ウェーハ処理
装置１の稼働効率が大幅に向上する。

【００７８】また、複数の連結モジュール３００が、互
いに離間して、それぞれが取り外し可能にカセットロー
ダ室１０の室壁１２に取り付けられているから、カセッ
トローダ室１０の室壁１２に取り付けるモジュールの数
を、時間当たりの必要処理枚数や処理の種類に応じて適
宜選択でき、例えば、図２に示すように１段の構成や図
３に示すように３段の構成とすることもできる。

【００７９】それぞれの連結モジュール３００において
は、外ゲートバルブ６２、ロードロック室５２、ゲート
バルブ６４、搬送室５４、ゲートバルブ６６および反応
処理室５６がカセットローダ室１０から離れるに従って
この順に連結配置されている。

【００８０】ロードロック室５２、搬送室５４および反
応処理室５６はそれぞれ真空的に気密な構造であって、
それぞれ独立して所定の真空雰囲気にすることができ
る。

【００８１】反応処理室５６にはサセプタ９０が設けら
れている。反応処理室５６においてはプラズマＣＶＤが
行われる。サセプタ９０は、図４に示すように、２枚の
半導体ウェーハ５を横に並べて保持する構造である。

【００８２】このように２枚の半導体ウェーハ５を横に
並べて保持するようにすれば、プラズマ処理装置の電極
との距離が２枚のウェーハ５間でほぼ等しくでき、その
結果、２枚のウェーハ５がさらされるプラズマの密度が
基板間で均一となり、ウェーハ５間でプラズマ処理が均
一に行えるようになる。

【００８３】また、反応処理室５６においては２枚同時
に処理するのでウェーハ５の処理効率が向上するが、反
応処理室５６において同時に処理するウェーハ５の枚数
はウェーハ５のサイズや処理形態によって適宜選択可能
であり、例えば、図５に示すように３枚のウェーハ５を
横に並べて３枚同時処理とすることもできる。

【００８４】搬送室５４には、ウェーハ搬送ロボット８
０と、ウェーハ搬送ロボット８０を駆動する駆動部５５
とが設けられている。このウェーハ搬送ロボット８０は
ウェーハ５をウェーハボート７０とサセプタ９０との間
で搬送可能である。

【００８５】このように、各連結モジュール３００の搬
送室５４にウェーハ５をウェーハボート７０とサセプタ
９０との間で搬送可能なウェーハ搬送ロボット８０が設
けられているので、他の連結モジュール３００の反応処
理室５６における処理状態とは無関係に反応処理室５６
にウェーハ５を搬入でき反応処理室５６からウェーハ５
を搬出できる。このように、各連結モジュール３００に
反応処理室５６とウェーハ搬送ロボット８０とがそれぞ
れ設けられているから、他の反応処理室５６での処理状
態とは無関係にウェーハ５を搬出でき、その結果、各連
結モジュール３００においてウェーハが加熱される時間
をそれぞれ一定に保つことができる。

【００８６】ロードロック室５２には、ウェーハボート
７０と、このウェーハボート７０を昇降する昇降機５３
が設けられている。ウェーハボート７０には図６乃至８
に示すように４つのスロットが設けられている。このス
ロットは、上側の２つが反応処理前のウェーハ用であ
り、下側の２つが反応処理後のウェーハ用である。この
ように、ウェーハボート７０には、搬送方向に対応した
スロットの位置が割り当てられている。ウェーハボート
７０は、反応処理室５６で同時に処理されるウェーハの
枚数の２倍の枚数のウェーハ保持可能である。図６、図
７は、反応処理前の２枚のウェーハ５が上側の２つのス
ロットに保持され、反応処理後の２枚のウェーハ５が下
側の２つのスロットに保持されている様子を示してい
る。図８、図９は上側の２枚のウェーハ５が反応処理室
５６に搬送される途中の状態を示している。

【００８７】このように、ロードロック室５２に設けら
れるウェーハボート７０が反応処理室５６で同時に処理
されるウェーハ５の枚数の２倍の枚数のウェーハ５を保
持可能であるので、反応処理室５６でウェーハ５を処理
している間に予めロードロック室５２のウェーハボート
７０の上側の２つのスロットに次に処理すべきウェーハ
５を保持しておくことができ、反応処理室５６からウェ
ーハボート７０の下側の２つのスロットに処理後のウェ
ーハ５を取り出した後、すぐに次の処理のためのウェー
ハ５を反応処理室５６に供給できる。その結果、ウェー
ハ５を効率よく処理することができ、スループットを高
くすることができる。

【００８８】ウェーハ搬送ロボット８０は、２枚のウェ
ーハ５をウェーハボート７０とサセプタ９０との間で同
時に搬送可能である。従って、反応処理室で同時に処理
されるウェーハ５の枚数と同じ枚数のウェーハ５を同時
に搬送可能である。このようにウェーハ搬送ロボット８
０は複数のウェーハ５を同時に搬送可能であり、そして
反応処理室で同時に処理されるウェーハ５の枚数と同じ
枚数のウェーハ５を同時に搬送可能であるので、ウェー
ハ５の搬送効率が向上し、スループットが向上する。

【００８９】ロードロック室５２には、ウェーハボート
７０を昇降する昇降機５３が設けられているので、ウェ
ーハ搬送ロボット８０には昇降機能を設けなくとも、ウ
ェーハボート７０の所定のスロットにウェーハ５を搬送
でき、その結果、ウェーハ搬送ロボット８０の構造が簡
単となり、安価に製造できるようになる。

【００９０】また、ロードロック室５２にはウェーハボ
ート７０を設け、搬送室５４にはウェーハ搬送ロボット
８０を設けているから、ウェーハ５の保持機能と搬送機
能とを分離することができるようになり、例えば、ある
ウェーハ５をウェーハボート７０で保持して冷却等を行
っている間に他のウェーハ５をウェーハ搬送ロボット８
０で反応処理室５６に搬送することができるようにな
り、より効率的にウェーハ５の処理を行うことができる
ようになる。

【００９１】また、ウェーハボート７０は耐熱性であ
り、反応処理室５６で処理が終わった高温のウェーハ５
をウェーハボート７０に保持して冷却することができ
る。

【００９２】なお、ウェーハボート７０は、石英、ガラ
ス、セラミックスまたは金属からなることが好ましく、
このような材料から構成すれば、真空中においても、ウ
ェーハボート７０からアウトガス等の不純物が発生する
ことはないので、雰囲気を清浄に保つことができる。な
お、セラミックスとしては、焼結させたＳｉＣや焼結さ
せたＳｉＣの表面にＳｉＯ₂ 膜等をＣＶＤコートしたも
のやアルミナ等が好ましく用いられる。

【００９３】カセットローダ室１０の内部には、カセッ
トを保持するカセット棚が複数設けられており、複数の
カセット４０を保持可能である。カセットローダ室１０
の外部下方にはカセットローダ４４が設置され、カセッ
トローダ４４は半導体ウェーハ処理装置１の外部との間
でカセット４０の授受が可能な機構を有する。カセット
４０はカセットローダ４４によってカセットローダ室１
０に設けた所定の投入口（図示せず。）から投入され
る。また、このカセットローダ４４には必要に応じ、カ
セット４０に収納されたウェーハ５のオリエンテーショ
ンフラットを合わせる機構部を内蔵することが可能であ
る。

【００９４】カセットローダ室１０の内部には、さら
に、カセット搬送兼ウェーハ搬送ロボット２０と、この
カセット搬送兼ウェーハ搬送ロボット２０を昇降させる
エレベータ３０が設けられている。エレベータ３０は、
ねじ軸３２と昇降部３４とを備え、昇降部３４内のナッ
ト（図示せず。）とねじ軸３２とによってボールねじを
構成している。ねじ軸３２を回転させると、昇降部３４
が昇降し、それに応じて昇降部３４に取り付けられたカ
セット搬送兼ウェーハ搬送ロボット２０が、カセット投
入口および２つの連結モジュール３００にアクセス可能
になるように昇降する。カセット搬送兼ウェーハ搬送ロ
ボット２０は、後に図６を参照して説明するように、カ
セット搬送機２１とウェーハ搬送機２３とを備えてい
る。

【００９５】このように、カセットローダ室１０の内部
にカセット搬送兼ウェーハ搬送ロボット２０を設け、２
つの連結モジュール３００にウェーハ５を搬送可能と
し、連結モジュール３００の搬送室５４にウェーハ搬送
ロボット８０を設け、反応処理室５６へウェーハ５を搬
送可能としているから、各連結モジュール３００へのウ
ェーハ５の搬送と、各モジュール３００内でのウェーハ
５の搬送とを独立したものとすることができ、その結
果、ウェーハの搬送を効率よく行えるようにできる。

【００９６】そして、このように、真空的に気密な構造
の搬送室５４にはウェーハ搬送ロボット８０を設け、ま
た、カセットローダ室１０の内部にはカセット搬送兼ウ
ェーハ搬送ロボット２０を設けているので、各連結モジ
ュール３００へのウェーハ５の搬送はカセットローダ室
１０のカセット搬送兼ウェーハ搬送ロボット２０によっ
て大気圧下で行い、真空中でのウェーハ５の搬送は各連
結モジュール３００のウェーハ搬送ロボットで行うよう
にすることができる。従って、ウェーハ５を搬送する機
構を設ける領域を全て真空的に気密な構造とする必要が
なくなり、各連結モジュール３００に基板を搬送するカ
セット搬送兼ウェーハ搬送ロボット２０が設けられてい
るカセットローダ室１０は大気圧下で搬送を行う領域と
することができ、真空的に気密な構造の領域は各連結モ
ジュール３００に分割することができる。その結果、カ
セットローダ室１０やカセット搬送兼ウェーハ搬送ロボ
ット２０の構造を簡単なものとすることができ、安価に
製作できるようになる。また、各連結モジュール３００
のロードロック室５２や搬送室５４のそれぞれの容積も
小さくなり、その壁の厚みを薄くしても強度が保てるよ
うになり、その結果、安価に製作できるようになる。さ
らに、搬送室５４に設けられたウェーハ搬送ロボット８
０においても、その鉛直方向の昇降動作を必要最小限に
抑えることができるので、その制作費も安価なものとな
り、また、真空的に気密な構造の搬送室５４においてウ
ェーハ搬送ロボット８０の駆動部から発生する可能性の
あるパーティクルも最小限に抑えることができる。

【００９７】次に、ウェーハ５の搬送および処理方法を
説明する。

【００９８】カセットローダ４４によってカセットロー
ダ室１０に投入されたカセット４０は、カセット搬送兼
ウェーハ搬送ロボット２０上に載置されて、エレベータ
３０によって上側に運ばれ、その後カセット棚４２上に
載置される。次に、カセット搬送兼ウェーハ搬送ロボッ
ト２０によりロードロック室５２のウェーハボート７０
にウェーハ５を搭載する。本実施の形態では、２枚のウ
ェーハを一度にカセット４０からウェーハボート７０の
上側２つのスロットにカセット搬送兼ウェーハ搬送ロボ
ット２０により搬送する。なお、カセット搬送兼ウェー
ハ搬送機２０によってウェーハ５をロードロック室５２
内に搬送する際には、ゲートバルブ６４は閉じておき、
外ゲートバルブ６２は開けておく。

【００９９】ロードロック室５２内のウェーハボート７
０にウェーハ５を搭載した後、外ゲートバルブ６２を閉
じ、ロードロック室５２内を真空引きする。

【０１００】真空引き後、ゲートバルブ６４を開ける。
なお、搬送室５４は予め真空引きされている。

【０１０１】その後、２枚のウェーハ５は、真空中で、
搬送室５４内のウェーハ搬送ロボット８０によりロード
ロック室５２内のウェーハボート７０から反応処理室５
６内のサセプタ９０に搬送される。なお、この際には、
ゲートバルブ６６は開けられており、反応処理室５６も
真空引きされている。

【０１０２】搬送後、ゲートバルブ６６を閉じ、反応処
理室５６を所定の雰囲気として反応処理室５６のサセプ
タ９０に搭載された２枚のウェーハ５にプラズマＣＶＤ
により成膜処理を同時に行う。

【０１０３】このプラズマＣＶＤにより成膜処理を行っ
ている間に、上記と同様にして、ロードロック室５２内
のウェーハボート７０の上側２つのスロットに未処理の
ウェーハ５を搭載しておく。

【０１０４】所定の成膜が行われた後は、反応処理室５
６を真空引きし、その後ゲートバルブ６６を開ける。２
枚のウェーハ５は、真空中で、ウェーハ搬送ロボット８
０によりロードロック室５２内のウェーハボート７０の
下側の２つのスロットに移載される。このとき、ウェー
ハボート７０の上側２つのスロットには未処理のウェー
ハ５が搭載されているので、２枚の未処理のウェーハ５
は、ウェーハ搬送室５４内のウェーハ搬送ロボット８０
により反応処理室５６内のサセプタ９０にすぐに搬送さ
れる。

【０１０５】このようにして、予め、未処理のウェーハ
５をロードロック室５２に供給して、真空雰囲気に保持
しておくことにより、未処理のウェーハ５の搬送時間が
短縮できる。

【０１０６】その後、ゲートバルブ６４を閉じ、ロード
ロック室５２内を窒素等で大気圧にし、ここでウェーハ
５を所定の温度になるまで冷却する。

【０１０７】その後、外ゲートバルブ６２を開け、カセ
ット搬送兼ウェーハ搬送機２０のウェーハ搬送機２３に
よってウェーハ５はカセット４０内に移載される。

【０１０８】所定枚数のウェーハ５がカセット４０内に
搬入されると、カセット搬送兼ウェーハ搬送機２０のカ
セット搬送機２１によってカセット１０が下側に運ば
れ、その後、カセットローダ室１０から搬出される。

【０１０９】図１０は、本発明の本発明の第１乃至第２
の実施の形態において使用するカセット搬送兼ウェーハ
搬送ロボット２０を説明するための概略斜視図である。

【０１１０】ベース２５、２６上にカセット搬送機２１
とウェーハ搬送機２３が設けられており、カセット搬送
機２１とウェーハ搬送機２３とは、独立に矢印の方向に
平行移動することができる。カセット搬送機２１はカセ
ット搬送アーム２２を備えており、カセット搬送アーム
２２の先に取り付けられたカセットホルダー２７上にカ
セット１０を載置してカセット１０を搬送する。ウェー
ハ搬送機２３は複数のツィーザ２４を備えており、この
ツィーザ２４上にウェーハ５をそれぞれ搭載してウェー
ハ５を搬送する。

【０１１１】図１１は、本発明の本発明の第１乃至第２
の実施の形態において使用するカセット搬送兼ウェーハ
搬送ロボット２０のピッチ変換機構を説明するための図
であり、図１１Ａは側面図、図１１Ｂは図１１ＡのＹ−
Ｙ線より見た背面図である。

【０１１２】本実施の形態では、ウェーハ搬送機２３
は、５枚のツィーザ２４１乃至２４５を備えている。ツ
ィーザ２４１はブロック２６０と一体化されている。ツ
ィーザ２４２、２４３、２４４、２４５にはナット２３
２、２３３、２３４、２３５がそれぞれ固着されてい
る。ナット２３２とナット２３４はねじ軸２１０と噛み
合わせられておりナット２３２とナット２３４はねじ軸
２１０とそれぞれボールねじを構成している。ナット２
３３とナット２３５はねじ軸２１１と噛み合わせられて
おりナット２３３とナット２３５はねじ軸２１１とそれ
ぞれボールねじを構成している。ねじ軸２１０の上端お
よびねじ軸２１１の上端はモータ２２０と歯車機構（図
示せず。）を介して接続されており、ねじ軸２１０の下
端およびねじ軸２１１の下端は、ブロック２５０に回転
自在に取り付けられている。ブロック２５０とブロック
２６０にはナット２７０が取り付けられており、ナット
２７０はねじ軸２８０と噛み合って設けられており、ナ
ット２７０とねじ軸２８０とによりボールねじを構成し
ている。ねじ軸２８０が回転すると、ナット２７０が左
右に動いてツイーザ２４１乃至２４５を左右に移動させ
る。

【０１１３】ナット２３２と噛み合っているねじ軸２１
０の領域２１２には１倍ピッチのねじが形成されてお
り、ナット２３３と噛み合っているねじ軸２１１の領域
２１３には２倍ピッチのねじが形成されており、ナット
２３４と噛み合っているねじ軸２１０の領域２１４には
３倍ピッチのねじが形成されており、ナット２３５と噛
み合っているねじ軸２１１の領域２１５には４倍ピッチ
のねじが形成されている。また、ブロック２５０とブロ
ック２６０との間の上下方向の相対位置は変化しない。
モータ２２０によってねじ軸２１０とねじ軸２１１を回
転させると、ブロック２５０とブロック２６０とは昇降
せず、ナット２３２は所定の距離昇降し、ナット２３３
はナット２３２の２倍の距離昇降し、ナット２３４はナ
ット２３２の３倍の距離昇降し、ナット２３５はナット
２３２の４倍の距離昇降する。従って、ツィザー２４１
は昇降せず、ツィーザ２４２は所定の距離昇降し、ツィ
ーザ２４３はツィーザ２４２の２倍の距離昇降し、ツィ
ーザ２４４はツィーザ２４２の３倍の距離昇降し、ツィ
ーザ２４５はツィーザ２４２の４倍の距離昇降する。そ
の結果、ツィーザ２４１乃至２４５間のピッチを均等に
保ったまま、ツィーザ２４１乃至２４５間のピッチを変
換できる。

【０１１４】反応処理室５６において、例えば、プラズ
マを利用せずに成膜等を行う場合にあっては、占有床面
積を小さくするためのウェーハ５を積層してウェーハ５
の処理を行うことが行われるが、この場合には、複数枚
のウェーハ５の間隔を反応基板処理室５６内でのガスの
流れ等を考慮して膜厚均一性等を維持することができる
間隔にする必要がある。一方、工場内においてウェーハ
５を搬送する場合には、カセット等が用いられることが
多いが、通常は、このカセットの溝間隔は上記膜厚均一
性等を維持することができる間隔とは異なっている。そ
のために、いずれかの場所でウェーハ５間のピッチを変
換することが必要となる。

【０１１５】従って、上述のように、カセット搬送兼ウ
ェーハ搬送ロボット２０がピッチ変換機構を備えるよう
にすれば、大気圧下でピッチを可変とでき、真空下での
場合と比較すれば構造が簡単であり、安価に製造でき、
また、パーティクルの発生を抑えることができる。そし
て、このようにカセット搬送兼ウェーハ搬送ロボット２
０でウェーハ５間のピッチを変換できるので、ウェーハ
搬送ロボットはピッチ可変な構造とする必要がなくな
り、その構造が簡単となり、安価に製造できる。なお、
この場合には、ロードロック室５２のウェーハボート７
０に保持されるウェーハ５間の間隔を反応処理室５６内
でのウェーハ５間の間隔と実質的に等しくしておくこと
が好ましい。

【０１１６】（第２の実施の形態）図１２は、本発明の
第２の実施の形態の半導体ウェーハ処理装置を説明する
ための図であり、図１２Ａは平面図、図１２Ｂは断面図
である。

【０１１７】上述した第１の実施の形態においては、ロ
ードロック室５２と搬送室５４との間にゲートバルブ６
４を設けたが、本実施の形態においては、そのようなゲ
ートバルブを設けず、ウェーハボート７０とウェーハ搬
送ロボット８０を同一のロードロック兼搬送室５８に設
けた点が第１の実施の形態と異なるが他の点は同様であ
る。

【０１１８】

【発明の効果】本発明によれば、基板の処理効率が高
く、スループットに優れた基板処理装置が得られる。

【０１１９】また、複数のモジュールを互いに離間して
鉛直方向に積み重ね、複数のモジュールのそれぞれを取
り外し可能に基板搬送部に取り付けることにより、装置
の稼働効率が高く、しかも、占有面積が小さくメンテナ
ンス領域が小さい基板処理装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態の半導体ウェーハ処
理装置を説明するための図であり、図１Ａは平面図、図
１Ｂは断面図である。

【図２】本発明の本発明の第１の実施の形態の半導体ウ
ェーハ処理装置を説明するための断面図である。

【図３】本発明の本発明の第１の実施の形態の半導体ウ
ェーハ処理装置を説明するための断面図である。

【図４】本発明の本発明の第１の実施の形態の半導体ウ
ェーハ処理装置を説明するための平面図である。

【図５】本発明の本発明の第１の実施の形態の半導体ウ
ェーハ処理装置を説明するための平面図である。

【図６】本発明の本発明の第１の実施の形態の半導体ウ
ェーハ処理装置におけるロードロック室を説明するため
の平面図である。

【図７】本発明の本発明の第１の実施の形態の半導体ウ
ェーハ処理装置におけるロードロック室を説明するため
の断面図である。

【図８】本発明の本発明の第１の実施の形態の半導体ウ
ェーハ処理装置におけるロードロック室を説明するため
の平面図である。

【図９】本発明の本発明の第１の実施の形態の半導体ウ
ェーハ処理装置におけるロードロック室を説明するため
の断面図である。

【図１０】本発明の本発明の第１乃至第２の実施の形態
において使用するカセット搬送兼ウェーハ搬送ロボット
を説明するための概略斜視図である。

【図１１】本発明の本発明の第１乃至第２の実施の形態
において使用するカセット搬送兼ウェーハ搬送ロボット
のピッチ変換機構を説明するための図であり、図１１Ａ
は側面図、図１１Ｂは図１１ＡのＹ−Ｙ線より見た背面
図である。

【図１２】本発明の第２の実施の形態の半導体ウェーハ
処理装置を説明するための図であり、図１２Ａは平面
図、図１２Ｂは断面図である。

【図１３】従来の半導体ウェーハ処理装置を説明するた
めの平面図である。

【符号の説明】１、２…半導体ウェーハ処理装置５…ウェーハ１０…カセットローダ室１２…室壁２０…カセット搬送兼ウェーハ搬送ロボット２１…カセット搬送機２２…カセット搬送アーム２３…ウェーハ搬送機２４…ツィーザ２７…カセットホルダー３０…エレベータ４０…カセット４２…カセット棚４４、４６…カセットローダ５２…ロードロック室５４…搬送室５６…反応処理室５８…ロードロック兼搬送室６２…外ゲートバルブ６４、６６…ゲートバルブ７０…ウェーハボート８０…ウェーハ搬送ロボット９０、９２、９４…サセプタ１００…カセットローダユニット１１２、１１４、１１６、１１８…メンテナンス領域３００…連結モジュール

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者竹下光徳東京都中野区東中野三丁目14番20号国際電気株式会社内 (72)発明者田中勉東京都中野区東中野三丁目14番20号国際電気株式会社内 (72)発明者鈴木貞之東京都中野区東中野三丁目14番20号国際電気株式会社内 (72)発明者野村慎一東京都中野区東中野三丁目14番20号国際電気株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板搬送部と、前記基板搬送部に取り付けられた複数のモジュールと、前記基板搬送部内に設けられた第１の基板搬送手段であ
って、基板を前記複数のモジュールに搬送可能な第１の
基板搬送手段と、を備える基板処理装置であって、前記複数のモジュールのそれぞれが、前記基板を処理する気密構造の基板処理室と、前記基板処理室と前記基板搬送部との間に設けられた気
密構造の中間室と、前記基板処理室と前記中間室との間に設けられた第１の
バルブであって閉じた場合には前記基板処理室と前記中
間室との間を気密にすることができ、開いた場合には前
記基板がその内部を通って移動可能な第１のバルブと、前記中間室と前記基板搬送部との間に設けられた第２の
バルブであって閉じた場合には前記中間室と前記基板搬
送部との間を気密にすることができ、開いた場合には前
記基板がその内部を通って移動可能な第２のバルブとを
備え、前記中間室には前記基板を保持可能な基板保持手段が設
けられ、前記基板保持手段が前記基板処理室のそれぞれ
において一度に処理される前記基板の枚数の少なくとも
２倍以上の枚数の基板を保持可能であり、前記中間室または前記基板処理室には、前記基板を前記
基板保持手段と前記基板処理室との間で搬送可能な第２
の基板搬送手段が設けられていることを特徴とする基板
処理装置。
【請求項２】前記複数のモジュールのそれぞれが、前記基板を処理する前記基板処理室であって真空的に気
密な構造の前記基板処理室と、前記基板処理室と前記基板搬送部との間に設けられた前
記中間室であって真空的に気密な構造の前記中間室と、前記基板処理室と前記中間室との間に設けられた前記第
１のバルブであって閉じた場合には前記基板処理室と前
記中間室との間を真空的に気密にすることができ、開い
た場合には前記基板がその内部を通って移動可能な前記
第１のバルブと、前記中間室と前記基板搬送部との間に設けられた前記第
２のバルブであって閉じた場合には前記中間室と前記基
板搬送部との間を真空的に気密にすることができ、開い
た場合には前記基板がその内部を通って移動可能な前記
第２のバルブとを備えることを特徴とする請求項１記載
の基板処理装置。
【請求項３】前記基板処理室と前記中間室とが互いに独
立して減圧可能であることを特徴とする請求項２記載の
基板処理装置。
【請求項４】前記第２の基板搬送手段が前記中間室に設
けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれ
かに記載の基板処理装置。
【請求項５】前記基板保持手段が前記第２の基板搬送手
段よりも前記基板搬送部側に設けられていることを特徴
とする請求項４記載の基板処理装置。
【請求項６】基板搬送部と、前記基板搬送部に取り付けられた複数のモジュールと、前記基板搬送部内に設けられた第１の基板搬送手段であ
って、基板を前記複数のモジュールに搬送可能な第１の
基板搬送手段と、を備える基板処理装置であって、前記複数のモジュールのそれぞれが、前記基板を処理する気密構造の基板処理室と、前記基板処理室と前記基板搬送部との間に設けられた気
密構造の第１および第２の中間室であって、前記基板処
理室側の前記第１の中間室と、前記基板搬送部側の前記
第２の中間室と、前記基板処理室と前記第１の中間室との間に設けられた
第１のバルブであって閉じた場合には前記基板処理室と
前記第１の中間室との間を気密にすることができ、開い
た場合には前記基板がその内部を通って移動可能な第１
のバルブと、前記第１の中間室と前記第２の中間室との間に設けられ
た第２のバルブであって閉じた場合には前記第１の中間
室と前記第２の中間室との間を気密にすることができ、
開いた場合には前記基板がその内部を通って移動可能な
第２のバルブと、前記第２の中間室と前記基板搬送部との間に設けられた
第３のバルブであって閉じた場合には前記第２の中間室
と前記基板搬送部との間を気密にすることができ、開い
た場合には前記基板がその内部を通って移動可能な第３
のバルブとを備え、前記第２の中間室には、前記基板を保持可能な基板保持
手段が設けられ、前記基板保持手段が前記基板処理室の
それぞれにおいて一度に処理される前記基板の枚数の少
なくとも２倍以上の枚数の基板を保持可能であり、前記第１の中間室には、前記基板を前記基板保持手段と
前記基板処理室との間で搬送可能な第２の基板搬送手段
が設けられていることを特徴とする基板処理装置。
【請求項７】前記複数のモジュールのそれぞれが、前記基板を処理する前記基板処理室であって真空的に気
密な構造の前記基板処理室と、前記基板処理室と前記基板搬送部との間に設けられ、真
空的に気密な構造の前記第１および第２の中間室であっ
て、前記基板処理室側の前記第１の中間室と、前記基板
搬送部側の前記第２の中間室と、前記基板処理室と前記第１の中間室との間に設けられた
前記第１のバルブであって閉じた場合には前記基板処理
室と前記第１の中間室との間を真空的に気密にすること
ができ、開いた場合には前記基板がその内部を通って移
動可能な前記第１のバルブと、前記第１の中間室と前記第２の中間室との間に設けられ
た前記第２のバルブであって閉じた場合には前記第１の
中間室と前記第２の中間室との間を真空的に気密にする
ことができ、開いた場合には前記基板がその内部を通っ
て移動可能な前記第２のバルブと、前記第２の中間室と前記基板搬送部との間に設けられた
前記第３のバルブであって閉じた場合には前記第２の中
間室と前記基板搬送部との間を真空的に気密にすること
ができ、開いた場合には前記基板がその内部を通って移
動可能な前記第３のバルブとを備えることを特徴とする
請求項６記載の基板処理装置。
【請求項８】前記基板処理室、前記第１の中間室および
前記第２の中間室が互いに独立して減圧可能であること
を特徴とする請求項７記載の基板処理装置。
【請求項９】前記基板処理室に前記基板を保持可能な第
２の基板保持手段が設けられ、前記基板保持手段が前記
第２の基板保持手段よりも少なくとも２倍以上の枚数の
基板を保持可能であることを特徴とする請求項１乃至８
のいずれかに記載の基板処理装置。
【請求項１０】前記基板保持手段が、前記基板処理室で
処理される前の基板を保持する処理前基板保持部と、前
記基板処理室で処理された後の基板を保持する処理済基
板保持部であって前記処理前基板保持部とは異なる前記
処理済基板保持部とを備えることを特徴とする請求項１
乃至９のいずれかに記載の基板処理装置。
【請求項１１】前記基板処理室が、複数枚の前記基板を
同時に処理可能な基板処理室であることを特徴とする請
求項１乃至１０のいずれかに記載の基板処理装置。
【請求項１２】前記第２の基板搬送手段が、複数枚の前
記基板を同時に搬送可能であることを特徴とする請求項
１１記載の基板処理装置。
【請求項１３】前記第２の基板搬送手段が、前記基板処
理室のそれぞれにおいて一度に処理される前記基板の枚
数と同じ枚数の前記基板を同時に搬送可能であることを
特徴とする請求項１２記載の基板処理装置。
【請求項１４】前記第１の基板搬送手段が、複数枚の前
記基板を同時に搬送可能であることを特徴とする請求項
１乃至１３のいずれかに記載の基板処理装置。
【請求項１５】前記基板搬送部が大気圧下で前記基板を
搬送する基板搬送部であることを特徴とする請求項１乃
至１４のいずれかに記載の基板処理装置。
【請求項１６】前記基板処理室が減圧下で前記基板の処
理を行う基板処理室であることを特徴とする請求項１５
記載の基板処理装置。
【請求項１７】前記第１の基板搬送手段が、複数枚の前
記基板を同時に搬送可能であって、前記複数枚の基板間
のピッチを可変であることを特徴とする請求項１６記載
の基板処理装置。
【請求項１８】前記基板保持手段が耐熱性の基板保持手
段であることを特徴とする請求項１乃至１７のいずれか
に記載の基板処理装置。
【請求項１９】前記基板保持手段が、複数の前記基板を
鉛直方向に積層して保持可能であることを特徴とする請
求項１乃至１８のいずれかに記載の基板処理装置。
【請求項２０】前記基板保持手段を昇降可能な昇降手段
をさらに備えることを特徴とする請求項１９記載の基板
処理装置。
【請求項２１】前記基板保持手段が複数の前記基板を鉛
直方向に積層して保持可能であり、前記基板処理装置
が、プラズマを利用して前記基板の処理を行うプラズマ
処理装置であり、前記基板処理装置が複数の前記基板を
横に並べて保持可能な第２の基板保持手段を備え、前記
第２の基板搬送手段が前記基板保持手段と前記第２の基
板保持手段との間で前記基板を搬送可能であることを特
徴とする請求項１乃至２０のいずれかに記載の基板処理
装置。
【請求項２２】前記複数のモジュールが互いに離間して
鉛直方向に積み重ねられ、前記複数のモジュールのそれ
ぞれが取り外し可能に前記基板搬送部に取り付けられて
いることを特徴とする請求項１乃至２１のいずれかに記
載の基板処理装置。
【請求項２３】複数の前記基板を収容可能なカセットを
保持するカセット保持手段が前記基板搬送部にさらに設
けられ、前記第１の基板搬送手段が前記カセット保持手
段に保持される前記カセットと前記複数のモジュールと
の間で前記基板を搬送可能であることを特徴とする請求
項１乃至２２のいずれかに記載の基板処理装置。
【請求項２４】前記第１の基板搬送手段が前記カセット
を搬送可能な構造を有していることを特徴とする請求項
２３記載の基板処理装置。
【請求項２５】前記第１の基板搬送手段を昇降可能な昇
降機をさらに前記基板搬送部に備えることを特徴とする
請求項１乃至２４のいずれかに記載の基板処理装置。
【請求項２６】前記基板搬送部が、前記カセット保持手
段と異なる所定の高さに設けられたカセット投入部であ
って、前記カセットを前記基板搬送部内に投入および／
または前記基板搬送部外に前記カセットを搬出する前記
カセット投入部をさらに備えることを特徴とする請求項
２５記載の基板処理装置。