JPH1140641A - 基板搬送方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 装置のスループットの低下と基板の特性の不
均一とを招くことなく、装置の製造コストを低減するこ
とができるようにする。 【解決手段】 ロードロック室Ｌが大気圧状態に設定さ
れている状態において、カセット室Ｃからロードロック
室Ｌに処理すべき基板が搬入される（Ｓ１３）。この処
理が終了すると、ロードロック室Ｌのエバック処理が実
行される（Ｓ１４）。この処理が終了すると、ロードロ
ック室Ｌから入口側成膜室Ｒ１に処理すべき半導体基板
が搬入される（Ｓ１５）。この処理が終了すると、出口
側処理室Ｒ５からロードロック室Ｌに処理の終了した半
導体基板が搬出される（Ｓ１６）。この処理が終了する
と、ロードロック室Ｌのリーク処理が実行される（Ｓ１
１）。この処理が終了すると、ロードロック室Ｌからカ
セット室Ｃに処理の終了した半導体基板が搬出される
（Ｓ１２）。以下、同様に、処理の終了した半導体基板
の搬出処理が終了するたびに、上述した処理が繰り返さ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、基板を複数の処理
室を順次搬入することにより、この基板に所定の処理を
施す基板処理装置において、基板を収納する基板収納部
と複数の処理室のうち基板が最初に搬入される処理室及
び最後に搬入される処理室との間で、１つのロードロッ
ク室を介して基板を搬送する基板搬送方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、半導体基板に所定の処理を施す
基板処理装置においては、半導体基板を複数の処理室に
順次搬入することにより所定の処理を施すようになって
いる。

【０００３】例えば、半導体基板に所定の薄膜を形成す
る成膜装置においては、半導体基板を複数の成膜室に順
次搬入することにより半導体基板の表面に同種または異
種の複数の薄膜を形成するようになっている。

【０００４】このような成膜装置においては、通常、カ
セット室と入口側成膜室及び出口側成膜室との間で、半
導体基板を搬送する場合、ロードロック室を介して搬送
するようになっている。これは、カセット室の圧力状態
が大気圧状態に設定されるのに対し、成膜室の圧力状態
が減圧状態に設定されているからである。ここで、入口
側成膜室とは、複数の成膜室のうち半導体基板が最初に
搬入される成膜室をいう。また、出口側成膜室とは、複
数の成膜室のうち半導体基板が最後に搬入される成膜室
をいう。

【０００５】カセット室と入口側成膜室及び出口側成膜
室との間で、ロードロック室を介して半導体基板を搬送
する場合、従来は、２つのロードロック室を用いるよう
になっていた。すなわち、カセット室から入口側成膜室
に半導体基板を搬入するための基板搬入用ロードロック
室と、出口側成膜室からカセット室に半導体基板を搬出
するための基板搬出用ロードロック室とを用いるように
なっていた。

【０００６】図２は、ロードロック室として基板搬入用
のロードロック室と基板搬出用のロードロック室とを用
いる成膜装置の構成の一例を示すブロック図である。

【０００７】図２において、Ｃは、カセットを収納する
カセット室を示す。このカセット室Ｃには、２つの基板
搬送室Ｔ１，Ｔ５が連接されている。各基板搬送室Ｔ
１，Ｔ５には、それぞれゲートバルブを介してロードロ
ック室Ｌ１，Ｌ２が連接されている。各ロードロック室
Ｌ１，Ｌ２には、それぞれゲートバルブを介して基板搬
送室Ｔ２，Ｔ４が連接されている。各基板搬送室Ｔ２，
Ｔ４には、それぞれゲートバルブを介して成膜室Ｒ１，
Ｒ４が連接されるとともに、成膜室Ｒ２，Ｒ３が連接さ
れている。成膜室Ｒ２，Ｒ３は、ゲートバルブを介して
基板搬送室Ｔ３に連接されている。

【０００８】図３は、ロードロック室として基板搬入用
のロードロック室と基板搬出用のロードロック室とを用
いる成膜装置の構成の他の例を示すブロック図である。

【０００９】図示の成膜装置は、図３の成膜装置の３つ
の基板搬送室Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４の代りに、六角形の１つ
の基板搬送室Ｔ６を設け、この六角形の基板搬送室Ｔ６
の各辺にそれぞれ４つの成膜室Ｒ１〜Ｒ４と２つのロー
ドロック室Ｌ１，Ｌ２とをゲートバルブを介して連接す
るようにしたものである。

【００１０】ここで、図２に示す成膜装置の動作と図３
に示す成膜装置の動作とを説明する。なお、両者の動作
は、基本的には同じである。したがって、以下の説明で
は、図３に示す成膜装置の動作を代表として説明する。

【００１１】図４は、図３に示す成膜装置の動作を示す
タイミングチャートである。図示のごとく、図３の成膜
装置は、複数の半導体基板の成膜処理をパイプライン処
理により実行するようになっている。すなわち、複数の
半導体基板の成膜処理を所定のタイミングずつずらして
同時並列進行で実行するようになっている。

【００１２】具体的には、まず、ロードロック室Ｌ１の
圧力状態が減圧状態から大気圧状態に設定される（ステ
ップＳ１１）。このリーク処理が終了すると、カセット
室Ｃのカセットに収納されている半導体基板が基板搬送
室Ｔ１を介して（基板搬送室Ｔ１に収納されている基板
搬送ロボットを使って）ロードロック室Ｌ１に搬入され
る（Ｓ１２）。

【００１３】この搬入処理が終了すると、ロードロック
室Ｌ１の圧力状態が大気圧状態から減圧状態に設定され
る（Ｓ１３）。このエバック処理が終了すると、ロード
ロック室Ｌ１に収納されている半導体基板が減圧状態に
設定されている基板搬送室Ｔ６を介して同じく減圧状態
に設定されている入口側成膜室Ｒ１に搬入される（ステ
ップＳ１４）。

【００１４】以下、同様に、入口側成膜室Ｒ１への半導
体基板の搬入処理が終了するたびに、上述した処理（Ｓ
１１〜Ｓ１４）が繰り返される。

【００１５】一方、入口側成膜室Ｒ１に搬入された半導
体基板は、この入口側成膜室Ｒ１で所定の成膜処理を受
ける。この成膜処理が終了すると、半導体基板は、基板
搬送室Ｔ６を介して減圧状態に設定されている成膜室Ｒ
２に搬入される。この搬入処理が終了すると、半導体基
板は、成膜室Ｒ２で所定の成膜処理を受ける。以下、同
様に、半導体基板は、成膜室Ｒ３，Ｒ４で順次所定の成
膜処理を受ける。

【００１６】この成膜処理が終了すると、半導体基板
は、基板搬送室Ｔ６を介して減圧状態に設定されている
基板搬出用のロードロックＬ２に搬出される（Ｓ１
５）。この搬出処理が終了すると、ロードロック室Ｌ２
のリーク処理が実行される（Ｓ１６）。このリーク処理
が終了すると、ロードロック室Ｌ２に収納されている半
導体基板が基板搬送室Ｔ５を介してカセット室Ｃに搬出
される（Ｓ１７）。この搬出処理が終了すると、ロード
ロック室Ｌ２のエバック処理が実行される（Ｓ１８）。

【００１７】以下、同様に、ロードロック室Ｌ２のエバ
ック処理が終了するたびに、上述した処理（Ｓ１６〜Ｓ
１８）が繰り返される。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
成においては、カセット室Ｃから入口側成膜室Ｒ１側へ
の半導体基板の搬入処理と、出口側成膜室Ｒ４側からカ
セット室Ｃへの半導体基板の搬出処理とを実行するの
に、２つのロードロック室Ｌ１，Ｌ２と、２つの基板搬
送室Ｔ１，Ｔ５と、２つの基板搬送ロボットとが必要に
なるため、装置の製造コストが高くなるという問題があ
った。

【００１９】この問題に解決するためには、図５に示す
ように、基板搬入用のロードロック室Ｌ１と基板搬送用
のロードロック室Ｌ２とを１つのロードロック室Ｌで兼
用することが考えられる。

【００２０】このような構成によれば、１つのロードロ
ック室Ｌと、１つの基板搬送室Ｔと、１つの基板搬送用
ロボットとを用いて、半導体基板の搬入処理と搬出処理
とを実行することができるので、装置の製造コストを低
減することができる。

【００２１】しかしながら、このような構成では、半導
体基板の搬入処理と搬出処理との競合を回避するための
制御が問題になる。

【００２２】この競合制御方法としては、優先制御方法
が考えられる。この優先制御方法は、２つの処理が競合
した場合、先に実行されている処理を優先させる方法で
ある。すなわち、半導体基板の搬入処理または搬出処理
を実行する場合、すでに他方の処理が実行されている場
合は、この処理が終了した段階で実行し、実行されてい
なければ、すぐに実行するという方法である。

【００２３】しかしながら、この優先制御方法の場合、
次のような２つの問題がある。第１の問題は、装置のス
ループットが低下するという問題である。

【００２４】すなわち、上記方法の場合、一方の処理を
実行しようとした場合、他方の処理が実行中であると、
一方の処理の実行が待機させられる。これにより、この
方法では、半導体基板の搬送能力が低下する。その結
果、この方法では、成膜室Ｒ１〜Ｒ５の成膜能力が高い
場合であっても、半導体基板の搬送能力が低いために、
装置のスループットが低下する。

【００２５】第２の問題は、各半導体基板の加熱時間が
不均一になり、各半導体基板の膜特性が不均一になると
いう問題である。

【００２６】すなわち、上記の方法では、上記のごと
く、半導体基板の搬出処理を実行しようとする場合に、
半導体基板の搬入処理が実行されていると、この搬出処
理が待機させられる。この待機時間は、半導体基板の搬
入処理と搬出処理とが同期していないため、一定ではな
い。これにより、上記の方法では、半導体基板の加熱時
間が不均一になり、半導体基板の膜特性が不均一にな
る。

【００２７】本発明は、上記の事情に対処すべくなされ
たもので、装置のスループットの低下と基板の特性の不
均一とを招くことなく、装置の製造コストを低減するこ
とができる基板搬送方法を提供することを目的とする。

【００２８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明に係る基板搬送方法は、基板を複数の処理室を
順次搬入することによりこの基板に所定の処理を施す基
板処理装置で用いられものであって、基板を収納する基
板収納部と複数の処理室のうち基板が最初に搬入される
処理室（入口側処理室）及び最後に搬入される処理室
（出口側処理室）との間で、１つのロードロック室を介
して基板を搬送する方法において、ロードロック室のリ
ーク処理が実行される期間とエバック処理が実行される
期間との間の期間、すなわち、ロードロック室の圧力状
態が大気圧状態に設定されている期間に、ロードロック
室から基板収納部への基板の搬出処理と基板収納部から
ロードロック室への基板の搬出処理とを連続的に実行す
るようにしたものである。

【００２９】また、本発明に係る基板搬送方法は、ロー
ドロック室のエバック処理が実行される期間とリーク処
理が実行される期間との間の期間、すなわち、ロードロ
ック室の圧力状態が大気圧状態に設定されている期間
に、ロードロック室から入口側処理室への基板の搬入処
理と出口側処理室からロードロック室への基板の搬出処
理とを連続的に実行するようにしたものである。

【００３０】すなわち、本発明に係る基板搬送方法は、
次の第１〜第６の工程により、基板を搬送するようにし
たものである。

【００３１】第１の工程は、出口側処理室からロードロ
ック室に処理の終了した基板が搬出されると、ロードロ
ック室の圧力状態を減圧状態から大気圧状態に設定する
工程である。第２の工程は、第１の工程が終了した後、
ロードロック室から基板収納部に処理が終了した基板を
搬出する工程である。

【００３２】第３の工程は、第２の工程が終了した後
に、基板収納部からロードロック室に処理すべき基板を
搬入する工程である。第４の工程は、第３の工程が終了
した後に、ロードロック室の圧力状態を大気圧状態から
減圧状態に設定する工程である。

【００３３】第５の工程は、第４の工程が終了した後、
ロードロック室から入口側処理室に処理すべき基板を搬
入する工程である。第６の工程は、第５の工程が終了し
た後に、出口側処理室からロードロック室に処理が終了
した基板を搬出する工程である。

【００３４】上記構成においては、まず、ロードロック
室の圧力状態が大気圧状態に設定されている状態におい
て、基板収納部からロードロック室に処理すべき基板が
搬入される。この搬入処理が終了すると、ロードロック
室の圧力状態が大気圧状態から減圧状態に設定される。
このエバック処理が終了すると、ロードロック室から入
口側処理室に処理すべき基板が搬入される。

【００３５】この搬入処理が終了すると、出口側処理室
からロードロック室に処理の終了した基板が搬出され
る。この搬出処理が終了すると、ロードロック室の圧力
状態が減圧状態から大気圧状態に変更される。このリー
ク処理が終了すると、ロードロック室から基板収納部に
処理の終了した基板が搬出される。以下、同様に、上述
した処理が繰り返される。

【００３６】このような構成によれば、基板の搬入処理
と搬出処理との同期をとるようにしたので、両者の競合
を回避することができる。

【００３７】また、基板の搬入処理と搬出処理との同期
をとる場合、ロードロック室が大気圧状態に設定されて
いる期間は、ロードロック室から基板収納部への基板の
搬出処理と基板収納部からロードロック室への基板の搬
入処理とを連続的に実行し、ロードロック室が減圧状態
に設定されている期間は、ロードロック室から入口側処
理室への基板の搬入処理と出口側処理室からロードロッ
ク室への基板の搬出処理とを連続的に実行することによ
り、同期をとるようにしたので、上述した優先制御方式
より基板の搬送能力を高めることができる。これによ
り、処理室の処理能力を十分活かすことができるので、
装置のスループットの低下を防止することができる。

【００３８】また、基板の搬入処理と搬出処理との同期
をとるようにしたことにより、各基板の処理時間を均一
にすることができる。これにより、各基板の特性を均一
にすることができる。

【００３９】以上から、本発明によれば、装置のスルー
プットの低下と基板の特性の不均一とを招くことなく、
装置の製造コストを低減することができる。

【００４０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら、本発
明に係る基板搬送方法の実施の形態を詳細に説明する。

【００４１】図１は、本発明に係る基板搬送方法の一実
施の形態を示すタイミングチャートである。以下、この
図１を参照しながら、本実施の形態を説明する。なお、
以下の説明では、本発明に係る基板搬送方法を図５に示
す成膜装置の基板搬送方法に適用した場合を代表として
説明する。

【００４２】本実施の形態は、ロードロック室Ｌのリー
ク処理が実行される期間とエバック処理が実行される期
間との間の期間、すなわち、ロードロック室Ｌが大気圧
状態に設定されている期間に、ロードロック室Ｌからカ
セット室Ｃへの半導体基板の搬出処理とカセット室Ｃか
らロードロック室Ｌへの半導体基板の搬入処理とを連続
的に実行するようにしたものである。

【００４３】また、本実施の形態は、ロードロック室Ｌ
のエバック処理が実行される期間とリーク処理が実行さ
れる期間との間の期間、すなわち、ロードロック室Ｌが
減圧状態に設定されている期間に、ロードロック室Ｌか
ら入口側成膜室Ｒ１への半導体基板の搬入処理と出口側
成膜室Ｒ５からロードロック室Ｌへの半導体基板の搬出
処理とを連続的に実行するようにしたものである。

【００４４】すなわち、本実施の形態は、次の６つの工
程により、半導体基板を搬送するようにしたものであ
る。

【００４５】第１の工程（Ｓ２１）は、成膜処理の終了
した半導体基板がロードロック室Ｌに搬入されると、こ
のロードロック室Ｌの圧力状態を減圧状態から大気圧状
態に設定する工程である。第２の工程（Ｓ２２）は、第
１の工程が終了した後、ロードロック室Ｌからカセット
室Ｃに半導体基板を搬出する工程である。

【００４６】第３の工程（Ｓ２３）は、第２の工程が終
了した後に、カセット室Ｃからロードロック室Ｌに処理
すべき半導体基板を搬入する工程である。第４の工程
（Ｓ２４）は、第３の工程が終了した後に、ロードロッ
ク室Ｌの圧力状態を大気圧状態から減圧状態に設定する
工程である。

【００４７】第５の工程（Ｓ２５）は、第４の工程が終
了した後、ロードロック室から入口側成膜室Ｒ１に処理
すべき半導体基板を搬入する工程である。第６の工程
（Ｓ２６）は、第５の工程が終了した後に、出口側の成
膜室Ｒ５からロードロック室Ｌに半導体基板を搬出する
工程である。

【００４８】上記構成においては、まず、ロードロック
室Ｌの圧力状態が大気圧状態に設定されている状態にお
いて、カセット室Ｃからロードロック室Ｌに処理すべき
基板が搬入される（Ｓ２３）。この搬入処理が終了する
と、ロードロック室Ｌの圧力状態が大気圧状態から減圧
状態に変更される（Ｓ２４）。

【００４９】このエバック処理が終了すると、ロードロ
ック室Ｌから入口側成膜室Ｒ１に処理すべき半導体基板
が搬入される（Ｓ２５）。この搬入処理が終了すると、
出口側処理室Ｒ５からロードロック室Ｌに処理の終了し
た半導体基板が搬出される（Ｓ２６）。

【００５０】この搬出処理が終了すると、ロードロック
室Ｌの圧力状態が減圧状態から大気圧状態に変更される
（Ｓ２１）。このリーク処理が終了すると、ロードロッ
ク室Ｌからカセット室Ｃに処理の終了した半導体基板が
搬出される（Ｓ２２）。

【００５１】以下、同様に、成膜処理の終了した半導体
基板の搬出処理が終了するたびに、上述した処理（Ｓ２
３〜Ｓ２６，Ｓ２１，Ｓ２２）が繰り返される。

【００５２】一方、入口側成膜室Ｒ１に搬入された半導
体基板は、この成膜室Ｒ１で所定の成膜処理を受ける。
この成膜処理が終了すると、半導体基板は、基板搬送室
Ｔ６を介して減圧状態に設定されている成膜室Ｒ２に搬
入される。この搬入処理が終了すると、半導体基板は、
成膜室Ｒ２で所定の成膜処理を受ける。

【００５３】以下、同様に、半導体基板は、減圧状態に
設定されている成膜室Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５で順次所定の成
膜処理を受ける。この成膜処理が終了すると、半導体基
板は、減圧状態に設定されている基板搬出用のロードロ
ックＬ２に搬出される（Ｓ２６）。以下、同様に、入口
側成膜室Ｒ１に半導体基板が搬入されるたびに、上述し
た処理が繰り返される。

【００５４】以上詳述した本実施の形態によれば、半導
体基板の搬入処理と搬出処理との同期をとるようにした
ので、これらの競合を回避することができる。

【００５５】また、本実施の形態によれば、半導体基板
の搬入処理と搬出処理との同期をとる場合、ロードロッ
ク室Ｌが大気圧状態に設定されている期間は、ロードロ
ック室Ｌからカセット室Ｃへの半導体基板の搬出処理と
カセット室Ｃからロードロック室Ｌへの半導体基板の搬
入処理とを連続的に実行し、ロードロック室Ｌが減圧状
態に設定されている期間は、ロードロック室Ｌから入口
側成膜室Ｒ１への半導体基板の搬入処理と出口側成膜室
Ｒ５からロードロック室Ｌへの半導体基板の搬出処理と
を連続的に実行することにより、同期をとるようにした
ので、上述した優先制御方式より半導体基板の搬送能力
を高めることができる。これにより、成膜室Ｒ１〜Ｒ５
の成膜能力を十分に活かすことができるので、装置のス
ループットの低下を防止することができる。

【００５６】また、本実施の形態によれば、半導体基板
の搬入処理と搬出処理との同期をとるようにしたことに
より、各半導体基板の成膜時間を均一にすることができ
る。これにより、各半導体基板の特性を均一にすること
ができる。

【００５７】以上から、本実施の形態によれば、成膜装
置のスループットの低下と基板の特性の不均一を招くこ
となく、成膜装置の製造コストを低減することができ
る。

【００５８】以上、本発明の４つの実施の形態を説明し
たが、本発明は上述した実施の形態に限定されるもので
はない。例えば、先の実施の形態では、本発明を、成膜
装置の基板搬送方法に適用する場合を説明した。しかし
ながら、本発明は、成膜装置以外の半導体基板処理装置
の基板搬送方法にも適用することができる。また、本発
明は、半導体基板以外の基板（例えば、液晶表示製造装
置の絶縁基板）を処理する基板処理装置の基板搬送方法
にも適用することができる。このほかにも、本発明は、
その要旨を逸脱しない範囲で、種々様々変形実施可能な
ことは勿論である。

【００５９】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、基
板の搬入処理と搬出処理との同期をとるようにしたの
で、両者の競合を回避することができる。

【００６０】また、本発明によれば、基板の搬入処理と
搬出処理との同期をとる場合、ロードロック室が大気圧
状態に設定されている期間は、ロードロック室から基板
収納部への基板の搬出処理と基板収納部からロードロッ
ク室への基板の搬入処理とを連続的に実行し、ロードロ
ック室が減圧状態に設定されている期間は、ロードロッ
ク室から入口側処理室への基板の搬入処理と出口側処理
室からロードロック室への基板の搬出処理とを連続的に
実行することにより、同期をとるようにしたので、上述
した優先制御方式より基板の搬送能力を高めることがで
きる。これにより、処理室の処理能力を十分に活かすこ
とができるので、装置のスループットの低下を防止する
ことができる。

【００６１】また、本発明によれば、基板の搬入処理と
搬出処理との同期をとるようにしたことにより、各基板
の処理時間を均一にすることができる。これにより、各
基板の特性を均一にすることができる。

【００６２】以上から、本発明によれば、成膜装置のス
ループットの低下と基板の特性の不均一を招くことな
く、基板処理装置の製造コストを低減することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る基板搬送方法の一実施の形態を説
明するためのタイミングチャートである。

【図２】２つのロードロック室を用いて半導体基板の搬
入処理と搬出処理とを行う成膜装置の構成の一例を示す
ブロック図である。

【図３】２つのロードロック室を用いて半導体基板の搬
入処理と搬出処理とを行う成膜装置の構成の他の例を示
すブロック図である。

【図４】２つのロードロック室を用いて半導体基板の搬
入処理と搬出処理とを行う成膜装置の動作を説明するた
めのタイミングチャートである。

【図５】１つのロードロック室を用いて半導体基板の搬
入処理と搬出処理とを行う成膜装置の構成の一例を示す
ブロック図である。

【符号の説明】

Ｓ２１…第１の工程、Ｓ２２…第２の工程、Ｓ２３…第
３の工程、Ｓ２４…第４の工程、Ｓ２５…第５の工程、
Ｓ２６…第６の工程、Ｃ…カセット室、Ｔ，Ｔ６…搬送
室、Ｌ…ロードロック室、Ｒ１〜Ｒ５…成膜室。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板を複数の処理室に順次搬入すること
   によりこの基板に所定の処理を施す基板処理装置で用い
   られるものであって、前記基板を収納する基板収納部と
   前記複数の処理室のうち前記基板が最初に搬入される処
   理室及び最後に搬入される処理室との間で、１つのロー
   ドロック室を介して基板を搬送する基板搬送方法におい
   て、 前記基板が最後に搬入される処理室から前記ロードロッ
   ク室に処理の終了した基板が搬出されると、前記ロード
   ロック室の圧力状態を減圧状態から大気圧状態に設定す
   る第１の工程と、 この第１の工程が終了した後、前記ロードロック室から
   前記基板収納部に前記処理の終了した基板を搬出する第
   ２の工程と、 この第２の工程が終了した後に、前記基板収納部から前
   記ロードロック室に処理すべき基板を搬入する第３の工
   程と、 この第３の工程が終了した後に、前記ロードロック室の
   圧力状態を大気圧状態から減圧状態に設定する第４の工
   程と、 この第４の工程が終了した後、前記ロードロック室から
   前記基板が最初に搬入される処理室に前記処理すべき基
   板を搬入する第５の工程と、 この第５の工程が終了した後に、前記基板が最後に搬入
   される処理室から前記ロードロック室に前記処理の終了
   した基板を搬出する第６の工程とを備えたことを特徴と
   する基板搬送方法。