(57)【要約】【課題】真空搬送室内において基板搬送手段を冷却する冷却ブロックを設けることにより、基板搬送手段における蓄熱を防止することである。【解決手段】予備真空室（ロードロック室２２，２３）と複数の真空処理室２５Ａ〜２５Ｄとの間で基板を搬送するために真空搬送室（第２の搬送室２４）に設けられた基板搬送手段（第２の搬送アーム３）を備え、前記第２の搬送室２４内における加熱した状態で真空処理が行われる真空処理室２５Ｂ，２５Ｃの搬送口に臨む位置において、前記第２の搬送アーム３の保持アーム３３が前記真空処理室２５Ｂ，２５Ｃに対して進退するときに、その表面が当該保持アーム３３に接近して設けられると共に、その表面を冷却するための冷却手段を備えた冷却ブロック５１を設けると共に、前記保持アーム３３と前記冷却ブロック５１の表面との間に熱伝導ガスを供給するための熱伝導ガス供給手段を設ける。【選択図】図１
2010171344.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
常圧雰囲気と真空雰囲気との間で切替可能に構成され、外部から基板が搬入される予備真空室と、
各々基板に対して真空処理を施し、少なくとも一つの真空処理室は加熱雰囲気で真空処理が行われる複数の真空処理室と、
これら真空処理室と前記予備真空室とに接続された真空搬送室と、
その上に基板が載置される進退自在の保持アームを備え、前記予備真空室と真空処理室との間で基板を搬送するために前記真空搬送室に設けられた基板搬送手段と、
前記複数の真空処理室のうち、加熱した状態で真空処理が行われる真空処理室の搬送口に臨む位置において、前記保持アームが前記真空処理室に対して進退するときに、その表面が当該保持アームに接近して設けられると共に、その表面を冷却するための冷却手段を備えた冷却ブロックと、
前記保持アームと前記冷却ブロックの表面との間に熱伝導ガスを供給するための熱伝導ガス供給手段と、を含むことを特徴とする真空処理装置。
【請求項２】
前記熱伝導ガス供給手段は、冷却ブロックの表面から熱伝導ガスを前記保持アームに向けて供給するように設けられていることを特徴とする請求項１記載の真空処理装置。
【請求項３】
前記冷却ブロックにおける前記保持アームと対向する面には熱伝導ガスの供給孔が形成されていることを特徴とする請求項２記載の真空処理装置。
【請求項４】
前記冷却ブロックは、前記保持アームが前記真空処理室に対して進退するときに、当該保持アームの下方側又は上方側に設けられることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一つに記載の真空処理装置。
【請求項５】
前記冷却ブロックは前記保持アームの下方側に設けられ、この保持アームの下面側の少なくとも一部には、熱を放射するために凹凸が形成されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一つに記載の真空処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板搬送手段を備えた真空搬送室に複数の真空処理室を接続した真空処理装置において、前記基板搬送手段を冷却するための技術である。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの製造工程においては、半導体基板である半導体ウエハ（以下「ウエハ」という）にエッチング処理や成膜処理、アッシング処理等の所定の真空処理を施す工程があり、これらの工程を行う装置として、複数の真空処理室を共通の真空雰囲気の搬送室に接続し、この真空搬送室と常圧雰囲気の搬送室との間を、ロードロック室をなす予備真空室を介して接続するいわゆるマルチチャンバ方式の真空処理装置が知られている。
【０００３】
このような真空処理装置を図１５に示す。この装置では、キャリア１０内のウエハは常圧雰囲気の搬送室１１の第１の搬送アーム１２により受け取られ、当該搬送アーム１２により常圧雰囲気の予備真空室１３に搬送される。次いで予備真空室１３内の雰囲気が所定の真空雰囲気に切り替えられた後、ウエハは第２の搬送アーム１４により受け取られ、真空搬送室１５を介して所定の真空処理室１６に搬入されて、ここで真空処理が施される。この後ウエハは、第２の搬送アーム１４により真空搬送室１５を介して真空雰囲気の予備真空室１３に搬送され、予備真空室１３内の雰囲気が常圧雰囲気に切り替えられた後、第１の搬送アーム１２により搬送室１１を介してキャリア１０に戻されるようになっている。ここで前記第２の搬送アーム１４としては例えば多関節アームが用いられ、ウエハＷを保持する保持アームが、図示しないプーリとタイミングベルトとを備えた駆動機構により進退自在及び回転自在に駆動されるように構成されている。
【０００４】
ところで前記真空処理室１６では、チタンナイトライド（ＴｉＮ）の成膜処理等、ウエハＷに対して７００℃〜８００℃等の加熱雰囲気で真空処理を行う場合がある。前記成膜処理は、例えばヒータが内蔵された載置台上にウエハを載置して当該ウエハを加熱すると共に、真空処理室１６内に成膜ガスを導入することにより行われる。この際、スループットプット向上のため、成膜処理が終了した高温状態のウエハを、第２の搬送アーム１４により直ちに当該真空処理室１６内から搬出し、次いで次のウエハＷを当該真空処理室１６内に搬入することが行われている。
【０００５】
しかしながら載置台表面は高温であるため、搬送アーム１４を当該載置台表面に接近させてウエハを受け取ると、保持アームが反るという現象が発生することが認められている。この現象は、ウエハ自体や載置台の熱が保持アームに伝熱して保持アーム自体が熱膨張したり、また前記熱が保持アームからタイミングベルトやプーリ等の駆動機構に伝熱し、これらに蓄熱されて、この結果タイミングベルトのテンションが変化すること等が原因となって発生すると考えられる。例えばウエハに対して７００℃〜８００℃の加熱雰囲気で真空処理を行う場合には、第２の搬送アーム１４が真空処理室１６からウエハを受け取り、予備真空室１３に受け渡すまでは約１５〜２０秒程度であるが、この間に保持アームは１８０℃程度、駆動機構は８０℃程度まで昇温することがわかっている。そしてこのように保持アームが反ると、予め設定されていたウエハの受け渡しの際の保持アームのクリアランスが変化し、保持アームがウエハに衝突したり、ウエハを所定の位置に受け渡すことができない等の動作不良の発生原因となる。
【０００６】
このような問題は、近年のスループット向上の要請から、真空処理室１６内における処理時間の短縮化が図られ、これにより単位時間当たりのウエハＷの処理枚数が増加し、第２の搬送アーム１４の稼働頻度が増加したことから顕在化してきている。つまり第２の搬送アーム１４の待機時間が減少し、当該搬送アーム１４から放熱が十分行われないうちに、次のウエハＷの搬送を行うため、処理を継続していくと当該搬送アーム１４に徐々に熱が蓄積されていくことが問題となっている。
【０００７】
ここで前記保持アームの反りは、搬送アーム１４への蓄熱を抑えることにより防止できると考えられるが、搬送アーム１４の開発に当たっては、加工精度や動作精度が要求されるため、評価に非常に長い時間がかかる。従って搬送アームや装置を開発する観点からは、搬送アーム側には変更箇所が少ないことが好ましく、このような要請から、本発明者らは装置側に搬送アームを冷却する機構を設け、搬送アーム内部への蓄熱を抑えることについて検討している。
【０００８】
ところで、特許文献１には、基板搬送ロボットにおける上段アームと下段アームとの間に冷却板を設けることにより、上段アームと下段アームや、これらアームに保持される基板間の熱的影響を抑え、基板の温度管理を精密に行う構成が提案されている。しかしながら、この構成はアーム側に冷却機構を設けるものであり、この文献１の構成によっても、本発明の課題の解決を図ることはできない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平１１−８７４６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明はこのような事情のもとになされたものであり、その目的は、基板搬送手段を冷却する冷却ブロックを設けることにより、基板搬送手段における蓄熱を防止する真空処理装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
このため本発明の真空処理装置は、常圧雰囲気と真空雰囲気との間で切替可能に構成され、外部から基板が搬入される予備真空室と、
各々基板に対して真空処理を施し、少なくとも一つの真空処理室は加熱雰囲気で真空処理が行われる複数の真空処理室と、
これら真空処理室と前記予備真空室とに接続された真空搬送室と、
その上に基板が載置される進退自在の保持アームを備え、前記予備真空室と真空処理室との間で基板を搬送するために前記真空搬送室に設けられた基板搬送手段と、
前記複数の真空処理室のうち、加熱した状態で真空処理が行われる真空処理室の搬送口に臨む位置において、前記保持アームが前記真空処理室に対して進退するときに、その表面が当該保持アームに接近して設けられると共に、その表面を冷却するための冷却手段を備えた冷却ブロックと、
前記保持アームと前記冷却ブロックの表面との間に熱伝導ガスを供給するための熱伝導ガス供給手段と、を含むことを特徴とする。
【００１２】
ここで前記熱伝導ガス供給手段は、冷却ブロックの表面から熱伝導ガスを前記保持アームに向けて供給するように設けられていることが好ましい。また前記冷却ブロックにおける前記保持アームと対向する面には熱伝導ガスの供給孔が形成されているように構成してもよい。前記冷却ブロックは、前記保持アームが前記真空処理室に対して進退するときに、当該保持アームの下方側又は上方側に設けることができる。また前記冷却ブロックを前記保持アームの下方側に設けた場合には、この保持アームの下面側の少なくとも一部に、熱を放射するために凹凸を形成してもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、加熱雰囲気で真空処理が行われる真空処理室から基板搬送手段の保持アームが退出するときに冷却ブロックと前記保持アームとの間に熱伝導ガスを供給しているので、真空搬送室内において冷却ブロックの表面と前記保持アームとの間に熱伝導ガスによる対流が発生する。この際冷却ブロックの表面は冷却されているため、保持アームの熱は冷却ブロック側に移動していき、基板搬送手段への蓄熱が抑えられる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施の形態に係る真空処理装置を示す平面図である。
【図２】前記真空処理装置に設けられた第２の搬送室の一例を示す断面図である。
【図３】前記第２の搬送アームの一例を示す平面図である。
【図４】前記第２の搬送アームの伝達系を示す断面図である。
【図５】前記第２の搬送アームの一例を示す平面図と断面図である。
【図６】前記第２の搬送室の一例の要部を示す断面図である。
【図７】本発明の作用を説明する断面図である。
【図８】前記第２の搬送室に設けられた冷却ブロックの作用を説明する断面図である。
【図９】前記第２の搬送室の他の例を示す断面図である。
【図１０】前記第２の搬送室のさらに他の例を示す断面図である。
【図１１】前記第２の搬送室のさらに他の例を示す断面図である。
【図１２】前記第２の搬送室のさらに他の例を示す断面図である。
【図１３】前記第２の搬送室のさらに他の例を示す断面図である。
【図１４】前記第２の搬送室のさらに他の例を示す断面図である。
【図１５】従来の真空処理装置を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の真空処理装置２の一実施の形態について、図を参照しながら説明する。図１は前記真空処理装置２の全体構成を示す平面図であり、真空処理装置２は、ウエハＷのロード、アンロードを行うローダモジュールを構成する第１の搬送室２１と、予備真空室をなすロードロック室２２,２３と、真空搬送室である第２の搬送室２４と、４個の真空処理室２５Ａ〜２５Ｄとを備えている。第１の搬送室２１の正面にはキャリアＣが載置されるロードポート２６が設けられており、第１の搬送室２１の正面壁には、前記ロードポート２６に載置されたキャリアＣが接続されて、当該キャリアＣの蓋と一緒に開閉されるゲートドアＧＴが設けられている。
【００１６】
前記ロードロック室２２，２３には、夫々図示しない真空ポンプとリーク弁とが設けられており、その内部雰囲気が常圧雰囲気と真空雰囲気との間で切り替えられるように構成されている。つまり第１の搬送室２１及び第２の搬送室２４の雰囲気がそれぞれ常圧雰囲気及び真空雰囲気に保たれているため、ロードロック室２２，２３は、それぞれの搬送室間において、ウエハＷを搬送する時雰囲気を調整するためのものである。なお図中Ｇ１は第１の搬送室２１とロードロック室２２，２３との間、Ｇ２はロードロック室２２，２３と第２の搬送室２４との間、Ｇ３は第２の搬送室２４と前記各真空処理室２５Ａ〜２５Ｄとの間を夫々仕切るゲートバルブ（仕切り弁）である。
【００１７】
さらに第１の搬送室２１には第１の搬送アーム２７が設けられている。この第１の搬送アーム２７は、キャリアＣとロードロック室２２，２３との間でウエハＷの受け渡しを行うための搬送アームであり、例えばキャリアＣの配列方向（図１中Ｘ方向）に移動自在、昇降自在、鉛直軸回りに回転自在、進退自在に構成されている。
【００１８】
図１中、キャリアＣの配列方向（図１中Ｘ方向）を左右方向、キャリアＣの配列方向と直交する方向（図１中Ｙ方向）を長さ方向、キャリアＣが設けられている側を手前側と呼ぶことにすると、前記第２の搬送室２４は例えば平面形状が六角形状に構成され、この第２の搬送室２４の手前側にはロードロック室２２，２３が設けられている。そして第２の搬送２４の左右方向の両側には真空処理室２５Ａ，２５Ｄが夫々気密に接続されると共に、その奥側には２個の真空処理室２５Ｂ，２５Ｃが夫々気密に接続されている。例えば真空処理室２５Ａ〜２５Ｄとしては、成膜装置やアニール装置、エッチング装置等が割り当てられており、この例では真空処理室２５Ａ，２５Ｄにおいてはチタン（Ｔｉ）の成膜処理、真空処理室２５Ｂ，２５Ｃにおいては加熱雰囲気でチタンナイトライド（ＴｉＮ）の成膜処理が行われるようになっている。この例では真空処理室２５Ｂ，２５Ｃが加熱雰囲気で真空処理を行う真空処理室に相当する。
【００１９】
この第２の搬送室２４は基板搬送手段をなす第２の搬送アーム３を備えており、この搬送アーム３により、ロードロック室２２，２３と各真空処理室２５Ａ〜２５Ｄとの間でウエハＷの受け渡しが行なわれるようになっている。前記第２の搬送アーム３としては、例えば図１〜図５に示すような多関節アームが用いられる。このアームでは、図３（ａ）に示すように第１のアーム３１と、この第１のアーム３１の先端部に水平方向に回動自在に設けられた第２のアーム３２と、この第２のアーム３２の先端部に水平方向に回動自在に設けられた保持アーム３３とを備えている。当該第２の搬送アーム３では、例えば図２及び図３（ｂ）に示す基準位置においては第１のアーム３１と第２のアーム３２とが重なり、保持アーム３３が第２のアーム３２と一直線上になるように設けられている。前記保持アーム３３は、例えば基端側を第２のアーム３２に軸支されており、この保持アーム３３は、その先端側に設けられ、ウエハＷを保持するためにフォーク状に形成された保持部位３４と、当該保持部位３４を支持するためのアーム部３４ａとにより構成されている。
【００２０】
このような第２の搬送アーム３の伝達系について図４を参照しながら説明すると、前記第１のアーム３１は旋回中心４０Ａを回転中心とする筒状の旋回軸４０により旋回するように構成されている。第１のアーム３１の基端側には、旋回中心４０Ａを回転中心とし、筒状の旋回軸４０の中に設けられた回転軸４１により第１のアーム３１とは独立して回転自在な基端プーリ４２が設けられている。第１のアーム３１の先端部には、第２のアーム３２を支持して第２のアーム３２と一体になって回転する支持プーリ４３が回転自在に設けられており、この支持プーリ４３は基端プーリ４２とタイミングベルト４４により連結されている。
【００２１】
支持プーリ４３の上側に設けられた中空の回転軸４５の上端部には第２のアーム３２が固定されている。第２のアーム３２の基端部には、前記支持プーリ４３と同軸に中間プーリ４６が設けられる一方、第２のアーム３２の先端部には、先端プーリ４７が回転自在に設けられ、この先端プーリ４７は中間プーリ４６とタイミングベルト４８により連結されている。先端プーリ４７の上側に設けられた回転軸４９の上端部には保持アーム３３が固定されている。
【００２２】
図４において３５及び３６は夫々第２の搬送アーム３における旋回軸４０の駆動機構及び回転軸４１の駆動機構であり、これら駆動機構３５，３６はモータ、プーリ及びベルトなどからなる機構に相当する。前記第１のアーム３１の旋回軸駆動機構３５は基台３０Ｂ上に設けられており、この基台３０Ｂはガイドレール３７に沿って長さ方向（図１中Ｙ方向）に沿って移動自在に構成されている。こうして第２の搬送アーム３は、前記長さ方向に移動自在、鉛直軸周りに回転（旋回）自在及び進退自在に構成され、ロードロック室２２，２３及び真空処理室２５Ａ〜２５Ｄに対してウエハＷの受け渡しを行うようになっている。
【００２３】
前記保持アーム３３の少なくとも一部例えばアーム部３４ａの下面には、図５に示すように放熱部材３８が設けられている。この放熱部材３８は例えば黒色アルマイト材により構成され、当該アーム部３４ａの表面積を大きくして、保持アーム３３から放熱しやすくするためにその下面に凹凸が形成されている。なお放熱部材３８を設ける代わりに、前記アーム部３４ａの裏面側自体に凹凸を形成するようにしてもよい。また凹凸が形成される領域は保持部位３４の裏面側にも設けてよい。
【００２４】
さらに第２の搬送アーム３は、例えばその表面が表面研磨アルミニウム等の高反射材により形成されている。前記基準位置においては、第１のアーム３１、第２のアーム３２、保持アーム３３が重なった状態になるが、このように高反射材により構成すれば、上方側からの熱の吸収が抑えられる。なお高反射材により形成する代わりに、その表面に高反射材を被覆するようにしてもよい。また高反射材により形成する領域としては、搬送アーム３の全体でなくてもよく、第１のアーム３１や第２のアーム３２等のタイミングベルトやプーリ等の駆動機構への伝熱を抑えるために、これら駆動機構が設けられる部位において、その上部側が含まれていればよい。
【００２５】
前記第２の搬送室２４内における前記真空処理室２５Ｂ，２５Ｃの搬送口２００近傍には冷却ブロック５１が設けられている。この冷却ブロック５１は、図１，図２及び図６に示すように、例えばウエハＷに対して加熱雰囲気で処理が行われる前記真空処理室２５Ｂ，２５Ｃの搬送口２００に臨む位置であって、第２の搬送アーム３がこれら真空処理室２５Ｂ，２５Ｃに対してアクセスするときにおける、第２の搬送アーム３の移動路の下方側に設けられている。この例では、保持アーム３３が真空処理室２５Ａ〜２５Ｄにアクセスするときには、第２の搬送室２４の長さ方向に、第２の搬送アーム３では第１のアーム３１と第２のアーム３２と保持アーム３３とがほぼ一直線上に伸びるが、これらアーム３１〜３３の移動を妨げないように、冷却ブロック５１の形状や大きさ、設置位置が設定されている。
【００２６】
この冷却ブロック５１は例えばアルミニウム材より構成された筐体よりなり、例えば第２の搬送室２４の底面に置かれていて、前記保持アーム３３が前記真空処理室２５Ｂ，２５Ｃに対して進退するときに、その表面が当該保持アーム３３に接近して設けられている。また例えばその平面形状は図１及び図３に示すように四角形状に構成され、その幅方向の大きさは、例えば前記保持アーム３３の保持部位３４の幅方向の長さよりも大きくなるように設定されている。
【００２７】
さらに冷却ブロック５１の内部には冷媒である冷却水の流路５２が形成され、この流路５２に前記冷却水が冷媒供給部５２Ａから循環供給されることにより、当該冷却ブロック５１の表面が冷却されるように構成されている。この例では、前記冷媒供給部５２Ａと流路５２とにより冷却手段が構成されている。
【００２８】
前記冷却ブロック５１内の上部側には全体に亘ってガス供給室５３が形成されており、当該ガス供給室５３には開閉バルブＶ１を備えたガス供給路５４を介して熱伝導ガスである窒素（Ｎ２）ガスの供給源５５が接続されている。また前記ガス供給室５３の天井面（冷却ブロック５１の上面）には当該天井面全体に亘って多数のガス供給孔５３ａが穿設されており、前記ガス供給路５４から前記ガス供給室５３に供給された熱伝導ガスがガス供給孔５３ａを介して冷却ブロック５１の上方側に向けて吐出するように構成されている。前記熱伝導ガスとしてはアルゴン（Ａｒ）ガスや水素（Ｈ２）ガス等を用いることもできる。この例では、ガス供給孔５３ａを備えたガス供給室５３、ガス供給路５４、ガス供給源５５により熱伝導ガス供給手段が構成されている。
【００２９】
さらに例えば冷却ブロック５１の上面であって、真空処理室２５Ｂ，２５Ｃ側に寄った位置には光センサ６の発光部６１が設けられ、例えば第２の搬送室２４の天井部における前記発光部６１の光軸Ｌ上には受光部６２が設けられている。この例では例えば前記発光部６１は常時発光させておき、受光部６２側で当該光を受光できないときに、開閉バルブＶ１を開いて熱伝導ガスを供給するように、熱伝導ガスの供給タイミングが制御されるようになっている。つまり第２の搬送アーム３が冷却ブロック５１の上方側を通過しようとして、前記光軸Ｌを遮ったときに受光部６２では受光できなくなるため、このときに冷却ブロック５１から熱伝導ガスが供給される。光センサ６は、受光部６２を冷却ブロック５１に設け、発光部６１を第２の搬送室２４の天井部に設けるようにしてもよい。このような冷却ブロック５１の表面と、この上を通過する最下段のアームの下面との距離は２〜３ｍｍ程度に設定される。また第２の搬送室２４の下面には排気口２９が形成されており、この排気口２９には、開閉バルブＶ２を備えた排気路５６を介して真空排気手段をなす真空ポンプ５７が接続されて、第２の搬送室２４内を所定の真空度に維持している。
【００３０】
続いてウエハＷに対して加熱雰囲気で処理を行う真空処理室２５Ｂ，２５Ｃについて図７を用いて説明すると、これら真空処理室２５Ｂ，２５Ｃは同様に構成されており、その側壁にはゲートバルブＧ３にて開閉される搬送口２００が形成されている。真空処理室２５Ｂ，２５Ｃの内部には、加熱手段であるヒータＨが内蔵された載置部２０１が設けられており、この載置部２０１の内部には前記第２の搬送アーム３の保持アーム３３における保持部位３４との間でウエハＷの受け渡しを行うために、昇降機構２０２により昇降される昇降ピン２０３が設けられている。また真空処理室２５Ｂ（２５Ｃ）内の上部には前記載置部２０１と対向するように、その下面に多数のガス供給孔２０５が穿設されたガス供給室２０４が設けられていて、このガス供給室２０４にはガス供給路２０６を介して成膜ガスであるＴｉＣｌ４ガスの供給源２０７とＮＨ３ガスの供給源２０８に接続されている。２０９，２１０は流量調整部である。このような真空処理室２５Ｂ（２５Ｃ）の内部は、排気路２１１を介して接続された真空排気手段である真空ポンプ２１２により、所定の真空度に維持されている。
【００３１】
さらにこの真空処理装置には、図１に示すように例えばコンピュータからなる制御部１００が設けられており、この制御部１００はプログラム、メモリ、ＣＰＵからなるデータ処理部を備えていて、前記プログラムには制御部１００から真空処理装置の各部に制御信号を送り、後述の搬送順序を進行させるように命令（各ステップ）が組み込まれている。このプログラムは、コンピュータ記憶媒体例えばフレキシブルディスク、コンパクトディスク、ハードディスク、ＭＯ（光磁気ディスク）等の記憶部に格納されて制御部１００にインストールされる。ここで第２の搬送室２４においては、制御部１００によってゲートバルブＧ３の開閉、第２の搬送アーム３の駆動、冷却ブロック５１からの熱伝導ガス供給等の処理の際に、各部に制御信号が送られるようになっている。
【００３２】
続いて前記真空処理装置におけるウエハＷの流れについて簡単に説明する。先ず多数枚のウエハＷが収納された密閉型キャリアＣを第1の搬送室２１に搬入し、第１の搬送アーム２７により、当該キャリアＣ内のウエハＷを受け取る。次いで常圧雰囲気のロードロック室２２,２３のゲートバルブＧ１を開き、第１の搬送アーム２７により前記ウエハＷをロードロック室２２，２３内に搬入し、ゲートバルブＧ１を閉じる。次いでロードロック室２２，２３を所定の真空雰囲気まで減圧した後、ゲートバルブＧ２を開き、第２の搬送アーム３によりウエハＷを受け取り、ゲートバルブＧ２を閉じる。
【００３３】
そしてウエハＷを第２の搬送アーム３により例えば真空処理室２５Ａ，２５Ｄに搬送する。これら真空処理室２５Ａ，２５ＤではゲートバルブＧ３を開き、第２の搬送アーム３からウエハＷを受け取った後、ゲートバルブＧ３を閉じて、ここでウエハ表面に対してチタン（Ｔｉ）膜の成膜処理を行う。そしてゲートバルブＧ３を開いて処理後のウエハＷを第２の搬送アーム３に受け渡す。
【００３４】
続いてウエハＷを第２の搬送アーム３により加熱した状態で処理が行われる真空処理室２５Ｂ，２５Ｃに搬送し、ここで前記チタン膜の上にチタンナイトライド（ＴｉＮ）を成膜する成膜処理を行う。このときこれら真空処理室２５Ｂ，２５ＣではゲートバルブＧ３を開き、第２の搬送アーム３からウエハＷを受け取って載置部２０１に載置し、第２の搬送アーム３が退行した後、ゲートバルブＧ３を閉じる。そしてＴｉＣｌ４ガスとＮＨ３ガスとを含む成膜ガスをガス供給室２０４を介してガス供給孔２０５から真空処理室２５Ｂ，２５Ｃ内に導入し、載置部２０１を７００℃〜８００℃に加熱してＴｉＮの成膜処理を行う。そして処理終了後は直ちにゲートバルブＧ３を開き、進入してきた第２の搬送アーム３に高温状態のウエハＷを受け渡し、第２の搬送アーム３が退行した後、ゲートバルブＧ３を閉じる。
【００３５】
こうして真空処理室２５Ｂ，２５Ｃ内にて処理が行なわれたウエハＷは、第２の搬送アーム３により真空雰囲気に設定されたロードロック室２２，２３内に搬入される。次いでロードロック室２２，２３内を常圧雰囲気まで戻した後、第１の搬送アーム２７によりロードロック室２２，２３内のウエハＷを受け取り、第１の搬送室２１を介して所定のキャリアＣに戻される。
【００３６】
ここで、ウエハＷを真空搬送室２５Ｂ，２５Ｃに対して搬入出する工程について図８を用いて説明する。このとき前記真空処理室２５Ｂ，２５Ｃでは、図８（ａ）に示すようにゲートバルブＧ３を開き、図８（ｂ）に示すように第２の搬送アーム３を当該真空処理室２５Ｂ，２５Ｃ内に進入させて、図示しない昇降ピン２０３との共同作業により載置部２０１に対してウエハＷを受け渡すが、前記第２の搬送アーム３が冷却ブロック５１の上方側を通過して前記光センサ６の光軸Ｌを遮るときに、当該冷却ブロック５１から熱伝導ガスの吐出が開始される。この際、冷却ブロック５１では常時冷却水を循環供給して当該冷却ブロック５１の表面を冷却しておく。
【００３７】
ここでウエハＷを保持アーム３３により真空処理室２５Ｂ，２５Ｃ内に搬入するときには、第２の搬送アーム３の一部により光軸Ｌが遮断されるため、第２の搬送アーム３に対して冷却ブロック５１から熱伝導ガスが供給され続ける状態になる。こうして真空処理室２５Ｂ，２５Ｃに対してウエハＷの受け渡しを行った後、保持アーム３３は真空処理室２５Ｂ，２５Ｃから退出するが、このときも第２の搬送アーム３が前記光軸Ｌを遮断する間、つまり第２の搬送アーム３の少なくとも一部が冷却ブロック５１の上方側にある間は、第２の搬送アーム３に対して熱伝導ガスが供給され続ける。
【００３８】
そして真空処理室２５Ｂ，２５Ｃから処理後のウエハＷを搬出する時にも同様に、保持アーム３３が光センサ６の光軸Ｌを遮るときに、第２の搬送アーム３に向けて熱伝導ガスの吹き付けを開始する。この熱伝導ガスは、真空処理室２５Ｂ，２５ＣからウエハＷを搬出し、このウエハＷを保持する保持アーム３３が冷却ブロック５１よりもロードロック室２２，２３側に退行するまで（図８（ｃ）参照）、第２の搬送アーム３に対して熱伝導ガスが供給される。
【００３９】
ここで前記光センサ６を冷却ブロック５１における真空処理室２５Ｂ，２５Ｃ側に寄った位置に設けているので、第２の搬送アーム３の先端が真空処理室２５Ｂ,２５Ｃ内に進入する直前から、前記第２の搬送アーム３の先端が真空処理室２５Ｂ,２５Ｃから退出した直後までの間、第２の搬送アーム３に向けて熱伝導ガスが供給される。この熱伝導ガスの供給時間は、第２の搬送アーム３と真空処理室２５Ｂ，２５Ｃ内の載置部との間でウエハＷの受け渡しを行うために、第２の搬送アーム３が冷却ブロック５１の上方側にて停止している時間とほぼ等しい。
【００４０】
ここで既述のように冷却ブロック５１は、その幅方向の大きさが前記保持部位３４の幅方向よりも大きく設定されているので、ウエハＷを保持した保持アーム３３を真空処理室２５Ｂ，２５Ｃから退行させるときには、その裏面側全体が必ず冷却ブロック５１の上方側を通過し、この際アーム部３４ａ及び保持部位３４の裏面側全体に満遍なく熱伝導ガスが供給されることになる。
【００４１】
このように冷却ブロック５１から第２の搬送アーム３に対して熱伝導ガスを供給すると、図９に示すように、第２の搬送室２４内は排気口２９を介して真空排気されているので、この熱伝導ガスも排気口２９を介して装置外部へ排気されていくが、冷却ブロック５１と第２の搬送アーム３との間では、熱伝導用ガスにより局所的に圧力が高くなる。従って真空雰囲気の第２の搬送室２４の内部においても、第２の搬送アーム３と冷却ブロック５１との間では、局所的に熱伝導ガスの対流が発生する。一方冷却ブロック５１の表面は冷却水の通流により冷却されているので、前記熱伝導ガスの対流により第２の搬送アーム３の熱が冷却ブロック５１側に移動していく。冷却ブロック５１では第２の搬送アーム３から移動してきた熱は冷却水により奪われ、装置外部へと移動していく。このように第２の搬送アーム３の熱は、図９中矢印にて示すように、熱伝導ガスを介して冷却ブロック５１に移動し、さらに装置外部へと移動していくため、第２の搬送アーム３では速やかに放熱が起こり、当該第２の搬送アーム３は冷却される。
【００４２】
このように本発明では、加熱雰囲気で処理が行われる真空処理室２５Ｂ，２５Ｃに対して第２の搬送アーム３によりウエハＷを搬入出する際、第２の搬送アーム３の一部が冷却ブロック５１の上方側に位置している間は、熱伝導ガスを第２の搬送アーム３に向けて吹き付けている。これにより既述のように熱伝導ガスが供給されている第２の搬送アーム３のある部分では、当該搬送アーム３から冷却ブロック５１へ熱の移動が起こり、当該搬送アーム３から速やかに放熱される。従って搬送アーム３の稼働頻度が高く、搬送アーム３からの放熱が十分に行われないうちに、次のウエハＷの搬送を行う場合であっても、当該搬送アーム３への蓄熱を抑えることができる。このためタイミングベルトやプーリ等の駆動機構への伝熱が防止され、熱影響によるタイミングベルトのテンションの変化等が抑制されて、保持アーム３３の反りの発生が抑えられる。これにより常に保持アーム３３の受け渡し用のクリアランスが設定範囲に保たれるので、ウエハＷの受け渡しを確実に精度よく行うことができる。
【００４３】
ここで第２の搬送アーム３が冷却ブロック５１の上方側に位置するときには、これらの間の隙間が２〜３ｍｍ程度と小さく設定されているので、熱伝導ガスを供給する際、これらの間の圧力が高まりやすく、第２の搬送アーム３から冷却ブロック５１への熱伝導ガスの対流による熱移動が良好に行われる。
【００４４】
なお冷却ブロック５１のみを用いた場合は、真空状態では第２の搬送アーム３の熱が冷却ブロック５１に移動していかないため、第２の搬送アーム３の熱は放熱されず、当該搬送アーム３を冷却することはできない。また冷たい熱伝導ガスを第２の搬送アーム３に吹き付けるのみでは、当該熱伝導ガスが拡散してしまうため、効率よく第２の搬送アーム３の熱を奪うことはできないことは経験的に把握している。
【００４５】
また既述のように、第２の搬送アーム３と真空処理室２５Ｂ，２５Ｃ内の載置部２０１との間でウエハＷの受け渡しを行うために、第２の搬送アーム３が冷却ブロック５１の上方側にて停止している時に、第２の搬送アーム３に対して熱伝導ガスが供給されるので、熱伝導ガスが吹き付けられる保持アーム３３の基端側近傍領域から十分に放熱が起こり、当該保持アーム３３よりも基端側への伝熱を効果的に抑えることができる。さらに高温状態のウエハＷを保持した保持部位３４自体も冷却ブロック５１の上方側を通過するときに冷却されるので、駆動機構への伝熱量を少なくでき、当該駆動機構への蓄熱が抑えられる。
【００４６】
この際、真空処理室２５Ｂ，２５ＣからウエハＷを搬出した後、このウエハＷを保持した保持アーム３３を冷却ブロック５１の上方側でしばらく待機させ、保持アーム３３をある程度冷却してから、ウエハＷの次工程への搬送を行うようにしてもよい。また熱伝導ガスの第２の搬送アーム３への供給は、真空処理室２５Ｂ，２５ＣからウエハＷを搬出するときのみに行い、真空処理室２５Ｂ，２５Ｃへ搬入するときには熱伝導ガスの供給を停止するようにしてもよい。
【００４７】
さらにアーム部３４ａの下面には放熱部材３８が設けられており、凹凸が形成され表面積が大きいので、当該領域から放熱しやすい状態になる。またこの凹凸により熱伝導ガスとの接触面積が大きくなるので、この熱伝導ガスとの接触によって、保持アーム３３から熱が奪われやすい。
【００４８】
さらにまた装置側に冷却ブロック５１を設けることにより第２の搬送アーム３の冷却を行っているので、既存の搬送アーム３を用いることができる。このため新しい搬送アームを開発する場合のように、加工精度や動作精度等に対する長時間の評価作業を行う必要がなく、第２の搬送アーム３を冷却するという新たなアプリケーションの実用化を短期間で図ることができ、労力を削減できる。
【００４９】
以上において本発明では、図１０に示すように、冷却ブロック７１と熱伝導ガス供給手段とを別個に設けるようにしてもよい。この例の冷却ブロック７１は、ガス供給室５３やガス供給孔５３ａ、ガス供給路５４が形成されていないこと以外は上述の冷却ブロック５１と同様に構成されており、図中７２は冷却水の流路、７２Ａは冷媒供給部、６１は発光部である。
【００５０】
そしてこの例では、冷却ブロック７１の直ぐ上方側に熱伝導ガスを供給するための熱伝導ガス供給管７３が第２の搬送室２４内に突入して設けられており、冷却ブロック７１の上方側に第２の搬送アーム３があるときには、当該第２の搬送アーム３の下面と冷却ブロック７１の表面との間に熱伝導ガスが供給されるようになっている。この例では、開閉バルブＶ３を備えた熱伝導ガス供給管７３と熱伝導ガスの供給源７３Ａとにより熱伝導ガス供給手段が構成されている。その他の構成は図６に示す例と同様である。
【００５１】
さらに本発明では、図１１に示すように、冷却ブロック７４を第２の搬送室２４内における第２の搬送アーム３の上方側に設けるようにしてもよい。この例の冷却ブロック７４は、第２の搬送室２４の天井にその上面が接触するように設けられている。当該冷却ブロック７４の下部側にはガス供給室７５が形成され、その下面にはガス供給孔７５ａが穿設されている。前記ガス供給室７５には、開閉バルブＶ４を備えた熱伝導ガス供給路７６を介して熱伝導ガス供給源７６Ａが接続されている。また冷却ブロック７４には冷却水の流路７７が形成されており、ここには冷媒供給部７７Ａから冷却水が循環供給される。さらに冷却ブロック７４の下面には光センサ６の発光部６１が設けられると共に、第２の搬送室２４の底面には当該発光部６１に対向するように受光部６２が設けられている。その他の構成は、保持アーム３３の裏面側に放熱部材３８が設けられていない以外は、図６に示す例と同様である。
【００５２】
このような構成においても、第２の搬送アーム３が冷却ブロック７４の下方側に位置するときには光センサ６の光軸Ｌが遮られるため熱伝導ガスが供給され、第２の搬送アーム３から冷却ブロック７４側へ、熱伝導ガスの対流による熱の移動が起こり、さらに冷却ブロック７４から装置外部へ熱が移動して、第２の搬送アーム３が冷却される。この際第２の搬送アーム３ではその上方側へ熱の移動が起こるので、高温状態のウエハＷを搬送しているときには、ウエハＷの熱も奪われ、ウエハＷの冷却も合わせて行うことができる。こうしてウエハＷ自体の温度低下と、保持アーム３３の温度低下により、第２の搬送アーム３の駆動機構への伝熱量をさらに少なくすることができる。さらに冷却ブロック７４を第２の搬送アーム３の移動領域の上方側に配置することによって、当該第２の搬送アーム３の移動が阻害されることがないので、レイアウト設計が容易なるという効果も得られる。
【００５３】
さらに本発明においては、図１２に示すように冷却ブロック５１を第２の搬送室２４の外側に配置するようにしてもよい。この例では、第２の搬送室２４の底面は真空処理室２５Ｂ，２５Ｃの搬送口２００に臨む領域においてその他の領域よりも高くなるように段部８１として形成されており、この段部８１の下方側に、図６に示す冷却ブロック５１が、その上面が当該段部８１の裏面に接合するように配置される。このような段部８１は、前記第２の搬送アーム３が段部８１の上方側に位置したときに、当該段部８１の表面が当該アーム３の下面に接近するように構成されている。また段部８１には冷却ブロック５１のガス供給孔５３ａと連通するようにガス供給孔８１ａが形成され、段部８１の表面には光センサ６の発光部６１が設けられている。その他の構成は図６の例と同様である。このような構成では、冷却ブロック５１の表面と段部８１の底面とが接合しているので、当該段部８１の底面を介して、冷却ブロック５１から第２の搬送アーム３に対して熱伝導ガスが供給され、第２の搬送アーム３からの熱は、熱伝導ガスの対流により段部８１を介して冷却ブロック５１に移動する。
【００５４】
この例においても、冷却ブロック５１のみを段部８１の下方側に設け、第２の搬送アーム３が段部８１の上方側にあるときに、段部８１の上面と第２の搬送アーム３の下面との間に熱伝導ガスを供給するように熱伝導ガス供給管を第２の搬送室２４内に突入して設けるようにしてもよい。
【００５５】
また図１３に示すように、第２の搬送室２４の天井部を真空処理室２５Ｂ，２５Ｃの搬送口２００に臨む領域においてその他の領域よりも低くなるように凹部８２として形成し、この凹部８２の上方側に、図１１の冷却ブロック７４を、その下面が当該凹部８２の上面に接合するように設けてもよい。この凹部８２は、前記第２の搬送アーム３が当該凹部８２の下方側に位置したときに、その表面が当該アーム３の上面に接近するように構成される。また凹部８２の下面には冷却ブロック７４のガス供給孔７５ａと連通するようにガス供給孔８２ａが形成されると共に、凹部８２の底面には光センサ６の発光部６１が設けられている。その他の構成は図１１の例と同様である。この例においても、冷却ブロック７４のみを凹部８２の上方側に設け、第２の搬送アーム３が凹部８２の下方側にあるときに、凹部８２の下面と第２の搬送アーム３の上面との間に熱伝導ガスを供給するように熱伝導ガス供給管を第２の搬送室２４内に突入して設けるようにしてもよい。
【００５６】
さらに本発明においては、図１４に示すように、第２の搬送アーム８３の保持アーム８４から熱伝導ガスを下方側に供給するように構成してもよい。この例の保持アーム８４は例えばその内部にガス供給室８４ａが形成され、その下面にはガス供給孔８４ｂが穿設されている。その他の構成は図３に示す第２の搬送アーム３と同様である。前記ガス供給室８４ａには、図１４（ｂ）に示すように、例えば第２のアーム８５、第１のアーム８６の内部及び旋回軸８７、基台８８を通るように設けられ、開閉バルブＶ５を備えたガス供給路８９により、装置の外部に設けられた熱伝導ガス供給源８９Ａから熱伝導ガスが供給されるように構成されている。この例ではガス供給室８４ａ、ガス供給孔８４ｂ、ガス供給路８９、ガス供給源８９Ａにより熱伝導ガス供給手段が構成されている。
【００５７】
一方第２の搬送室２４内には真空処理室２５Ｂ，２５Ｃの搬送口２００に臨む領域に、例えば図１０と同様の構成の冷却ブロック７１が設けられていて、第２の搬送アーム３が冷却ブロック７１の上方側に位置するときに、当該第２の搬送アーム８３から熱伝導ガスを冷却ブロック７１に向けて供給し、当該熱伝導ガスの対流により第２の搬送アーム３の熱を冷却ブロック７１に移動させ、こうして第２の搬送アーム８３を冷却する。この例においても冷却ブロック７１は、図１２に示すように、第２の搬送室２４の外部に設けるようにしてもよい。
【００５８】
以上において本発明では、第２の搬送アームの形状は上述の構成に限られず、
２枚の保持アームを備えた多関節アームであってもよい。さらに冷却ブロックは、複数の真空処理室に共通のものを用いてもよい。さらにまた全ての真空処理室の搬送口に臨む位置に冷却ブロックを設けるようにしてもよい。さらにまた熱伝導ガスの供給タイミングの制御は、真空処理室２５Ｂ，２５Ｃの載置部２０１と第２の搬送アーム３との間でウエハＷの受け渡しを行うために、第２の搬送アーム３が冷却ブロック５１の上方側で停止している間に熱伝導ガスを供給する構成であればよく、光センサ６を用いる以外に、ティーチングの際に用いられるアーム駆動用パルスセンサー等周知の構成を用いて行うことができる。また光センサ６を冷却ブロック５１における第２の搬送アーム３側に設けることにより、熱伝導ガスの供給時間を長くして、第２の搬送アーム３が移動している間、できるだけ長く当該搬送アーム３に向けて熱伝導ガスを供給するようにしてもよい。さらに保持アーム３３には必ずしも放熱部材３８を設ける必要はない。さらに本発明は例えばＦＰＤ基板等を処理する真空処理装置にも適用することができる。
【符号の説明】
【００５９】
Ｃ              キャリア
２１            第１の搬送室
２２，２３      ロードロック室（予備真空室）
２４            第２の搬送室（真空搬送室）
２５Ａ〜２５Ｄ  真空処理室
３              第２の搬送アーム
３３            保持アーム
３８            放熱部材
５１            冷却ブロック
５２            流路
５３            ガス供給室
５３ａ          ガス供給孔
５４            熱伝導ガス供給路
５６            排気路
Ｗ              半導体ウエハ
。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2010171344.tif 000010
【図９】
2010171344.tif 000011
【図１０】
2010171344.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
2010171344.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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