(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のカセット台が前面側に配置され、前記複数のカセット台のうちの少なくとも１つの上に設置されたカセット内に収納された複数のウエハがその内部を搬送される大気搬送室と、該大気搬送室の後方に配置されて連結され内部に当該大気搬送室から搬送される前記ウエハを収納可能なロック室ユニットと、
該ロック室ユニットの後方に連結されその内部で前記ウエハが搬送される第一の真空搬送室と、
前記第一の真空搬送室の後方で連結されその内部に前記ウエハを収納可能な搬送中間室を有する搬送中間室ユニットと、
該搬送中間室ユニットの後方で連結されその内部で前記ウエハが搬送される第二の真空搬送室と、
前記第一の真空搬送室の側面に連結され、前記第一の真空搬送室から搬送された前記ウエハを処理する少なくとも１つの真空処理室と、
前記第二の真空搬送室の側面に連結され、前記第二の真空搬送室から搬送された前記ウエハを処理する複数の真空処理室であって前記第１の真空搬送室の側面に連結された真空処理室と同じまたは多い数の真空処理室とを備えた真空処理装置であって、
前記ロック室ユニット及び前記搬送中間室ユニットの内部が複数枚の前記ウエハを収納可能に構成され、
前記ウエハが、前記第一の真空搬送室の内部で前記ロック室ユニットから当該第一の真空搬送室の側面に連結された前記真空処理室に搬送され、当該真空処理室で処理された後に前記ロック室ユニットに搬送されて戻されるか、または前記ロック室ユニットから前記搬送中間室ユニットに搬送されて前記第二の真空搬送室の内部で前記搬送中間室から当該第二の真空搬送室の側面に連結された前記真空処理室に搬送され、当該真空処理室で処理された後に前記搬送中間室ユニットに搬送されて戻された後に前記第一の真空搬送室の内部を前記搬送中間室ユニットから前記ロック室ユニットに搬送されて戻されるものであって、
前記第一及び第二の真空搬送室の各々の内部に配置された搬送ロボットであって、その上に前記ウエハを載せ伸縮して搬送する複数のアームを備えた搬送ロボットを備え、各々の前記搬送ロボットによる前記ウエハの搬送は、一枚の前記ウエハについて当該搬送ロボットが配置された前記第一及び第二の真空搬送室の何れかに連結された前記ロック室ユニットまたは前記搬送中間室ユニットと前記真空処理室との間での搬送時間よりも前記第一の真空搬送室内に配置された前記搬送ロボットによる前記ロック室ユニットと前記搬送中間室ユニットとの間での搬送時間の方が短いものであって、かつ、前記ロック室ユニットと前記第一の真空搬送室に連結された前記真空処理室との間での前記ウエハの搬送に要する時間が当該真空処理室での前記ウエハの処理の時間を含むこの真空処理室内部に滞留する時間よりも長いものであり、
前記複数のウエハのうち、所定の時間内において前記第一の真空搬送室に連結された真空処理室に搬送されて処理される数が当該所定の時間内において前記第二の真空搬送室に連結された真空処理室に搬送されて処理される数よりも少なくなるように前記複数のウエハの搬送を調節する制御部とを備えた
ことを特徴とした真空処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の真空処理装置であって、
前記制御部は、前記複数のウエハが前記カセットから取り出されて前記真空処理室で処理された後に元の前記カセットに戻されるまでの間の時間で、前記複数のウエハのうちで前記第一の真空搬送室における前記ロック室ユニットと当該第一の真空搬送室の側面に連結された前記真空処理室との間で搬送された前記ウエハの搬送時間の合計より、前記第二の真空搬送室における前記搬送中間室ユニットと当該第二の真空搬送室の側面に連結された前記真空処理室との間で搬送された前記ウエハの搬送時間の合計が長くなるように前記複数のウエハの搬送を調節する
ことを特徴とした真空処理装置。
【請求項３】
複数のカセット台が前面側に配置され、前記複数のカセット台のうちの少なくとも１つの上に設置されたカセット内に収納された複数のウエハがその内部を搬送される大気搬送室と、該大気搬送室の後方に配置されて連結され内部に当該大気搬送室から搬送される前記ウエハを収納可能なロック室ユニットと、
該ロック室ユニットの後方に連結されその内部で前記ウエハが搬送される第一の真空搬送室と、
前記第一の真空搬送室の後方で連結されその内部に前記ウエハを収納可能な搬送中間室を有する搬送中間室ユニットと、
該搬送中間室ユニットの後方で連結されその内部で前記ウエハが搬送される第二の真空搬送室と、
前記第一の真空搬送室の側面に連結され、前記第一の真空搬送室から搬送された前記ウエハを処理する少なくとも１つの真空処理室と、前記第二の真空搬送室の側面に連結され、前記第二の真空搬送室から搬送された前記ウエハを処理する複数の真空処理室であって前記第１の真空搬送室の側面に連結された真空処理室と同じまたは多い数の真空処理室とを備えた真空処理装置を用いて前記ウエハを処理する真空処理装置の運転方法であって、
前記ロック室ユニット及び前記搬送中間室ユニットの内部が複数枚の前記ウエハを収納可能に構成され、
前記ウエハが、前記第一の真空搬送室の内部で前記ロック室ユニットから当該第一の真空搬送室の側面に連結された前記真空処理室に搬送され、当該真空処理室で処理された後に前記ロック室ユニットに搬送されて戻されるか、または前記ロック室ユニットから前記搬送中間室ユニットに搬送されて前記第二の真空搬送室の内部で前記搬送中間室から当該第二の真空搬送室の側面に連結された前記真空処理室に搬送され、当該真空処理室で処理された後に前記搬送中間室ユニットに搬送されて戻された後に前記第一の真空搬送室の内部を前記搬送中間室ユニットから前記ロック室ユニットに搬送されて戻されるものであって、
前記第一及び第二の真空搬送室の各々の内部に配置された搬送ロボットであって、その上に前記ウエハを載せ伸縮して搬送する複数のアームを備えた搬送ロボットを備え、各々の前記搬送ロボットによる前記ウエハの搬送は、一枚の前記ウエハについて当該搬送ロボットが配置された前記第一及び第二の真空搬送室の何れかに連結された前記ロック室ユニットまたは前記搬送中間室ユニットと前記真空処理室との間での搬送時間よりも前記第一の真空搬送室内に配置された前記搬送ロボットによる前記ロック室ユニットと前記搬送中間室ユニットとの間での搬送時間の方が短いものであって、かつ、前記ロック室ユニットと前記第一の真空搬送室に連結された前記真空処理室との間での前記ウエハの搬送に要する時間が当該真空処理室での前記ウエハの処理の時間を含むこの真空処理室内部に滞留する時間よりも長いものであり、
前記複数のウエハのうち、所定の時間内において前記第一の真空搬送室に連結された真空処理室に搬送されて処理される数が当該所定の時間内において前記第二の真空搬送室に連結された真空処理室に搬送されて処理される数よりも少ない
ことを特徴とした真空処理装置の運転方法。
【請求項４】
請求項３に記載の真空処理装置の運転方法であって、
前記複数のウエハが前記カセットから取り出されて前記真空処理室で処理された後に元の前記カセットに戻されるまでの間の時間で、前記複数のウエハのうちで前記第一の真空搬送室における前記ロック室ユニットと当該第一の真空搬送室の側面に連結された前記真空処理室との間で搬送された前記ウエハの搬送時間の合計より、前記第二の真空搬送室における前記搬送中間室ユニットと当該第二の真空搬送室の側面に連結された前記真空処理室との間で搬送された前記ウエハの搬送時間の合計が長い
ことを特徴とした真空処理装置の運転方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体処理装置の真空処理室と真空搬送室等との間で半導体被処理基板の搬送機構を備えた真空処理装置の構成、及び当該真空処理装置を用いた運転方法に関するものである。以下、本明細書においては、半導体被処理基板又はウエハ或いは基板状の試料等を含んで、単に「ウエハ」という。
【０００２】
さらに、本発明は、特に、複数の真空処理室を複数の真空搬送室内の搬送機構を介して直列的に配置した真空処理装置の構成及びその運転方法に関するものである。
【背景技術】
【０００３】
上記のような装置、特に、減圧された装置内において処理対象のウエハを処理する装置においては、処理の微細化、高精度化とともに、処理対象であるウエハの処理効率の向上が求められてきた。このために、近年では、一つの装置に複数の真空処理室が備えられたマルチチャンバ装置が開発され、クリーンルームの設置面積あたりの生産性の効率を向上させることが行われてきた。
【０００４】
このような複数の真空処理室あるいはチャンバを備えてウエハの処理を行う装置では、それぞれの真空処理室あるいはチャンバが、内部のガスやその圧力が減圧可能に調節されており、ウエハを搬送するためのロボットアーム等が備えられた真空搬送室（搬送チャンバ）に接続されている。
【０００５】
このようなシステムを構成する際、真空処理システム全体の大きさは、真空搬送室及び真空処理室の大きさ、数及び配置により決定される。そして、真空搬送室の構成は、隣り合う真空搬送室又は真空処理室の接続数、内部の搬送ロボットの旋回半径、ウエハサイズ等により決定される。また、真空処理室は、ウエハサイズ、排気効率、ウエハ処理のために必要な機器類の配置により決定される。更に、真空搬送室及び真空処理室の配置は、生産に必要な処理室の数及びメンテナンス性からも決定される。
【０００６】
上記を踏まえて、特許文献１（特表２００７−５１１１０４号公報）には、真空下の半導体処理システムにおいて、加工中の製品を処理する方法及びシステムに関し、線形処理システムを横断するためにアームからアームへと材料を処理するための方法及びシステムが記載されている。この特許文献１においては、線形ツールの問題を回避しながら、クラスターツール固有の制限を克服することができる半導体製造装置に対する必要性が存在することを課題として、小さな設置面積において、ウエハを移動する真空処理システムを提供するとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特表２００７−５１１１０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記のような従来技術では、ウエハを搬送する際の方法及びシステム構成に重点が置かれており、次のような点について考慮が足らなかった。
【０００９】
すなわち、真空処理システムを構成する各ユニットの数と配置において、主要なユニットとしての処理対象のウエハを処理する処理室及び真空搬送のための真空搬送室と真空処理室の配置関係が、生産性の効率が最適になる配置関係についての考慮がされておらず、結局のところ、設置面積あたりの生産性が最適化されていなかった。
【００１０】
このように設置面積あたりの生産性を十分に考慮していない従来技術では、真空処理システムを構成する装置の設置面積あたりのウエハの処理能力が損なわれていた。
【００１１】
そこで本発明の目的は、設置面積あたりの生産性が高い半導体被処理基板の真空処理システム及び半導体被処理基板の真空処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明の真空処理装置は、複数のカセット台が前面側に配置され、前記複数のカセット台のうちの少なくとも１つの上に設置されたカセット内に収納された複数のウエハがその内部を搬送される大気搬送室と、該大気搬送室の後方に配置されて連結され内部に当該大気搬送室から搬送される前記ウエハを収納可能なロック室ユニットと、該ロック室ユニットの後方に連結されその内部で前記ウエハが搬送される第一の真空搬送室と、前記第一の真空搬送室の後方で連結されその内部に前記ウエハを収納可能な搬送中間室を有する搬送中間室ユニットと、該搬送中間室ユニットの後方で連結されその内部で前記ウエハが搬送される第二の真空搬送室と、前記第一の真空搬送室の側面に連結され、前記第一の真空搬送室から搬送された前記ウエハを処理する少なくとも１つの真空処理室と、前記第二の真空搬送室の側面に連結され、前記第二の真空搬送室から搬送された前記ウエハを処理する複数の真空処理室であって前記第１の真空搬送室の側面に連結された真空処理室と同じまたは多い数の真空処理室とを備えた真空処理装置であって、前記ロック室ユニット及び前記搬送中間室ユニットの内部が複数枚の前記ウエハを収納可能に構成され、前記ウエハが、前記第一の真空搬送室の内部で前記ロック室ユニットから当該第一の真空搬送室の側面に連結された前記真空処理室に搬送され、当該真空処理室で処理された後に前記ロック室ユニットに搬送されて戻されるか、または前記ロック室ユニットから前記搬送中間室ユニットに搬送されて前記第二の真空搬送室の内部で前記搬送中間室から当該第二の真空搬送室の側面に連結された前記真空処理室に搬送され、当該真空処理室で処理された後に前記搬送中間室ユニットに搬送されて戻された後に前記第一の真空搬送室の内部を前記搬送中間室ユニットから前記ロック室ユニットに搬送されて戻されるものであって、前記第一及び第二の真空搬送室の各々の内部に配置された搬送ロボットであって、その上に前記ウエハを載せ伸縮して搬送する複数のアームを備えた搬送ロボットを備え、各々の前記搬送ロボットによる前記ウエハの搬送は、一枚の前記ウエハについて当該搬送ロボットが配置された前記第一及び第二の真空搬送室の何れかに連結された前記ロック室ユニットまたは前記搬送中間室ユニットと前記真空処理室との間での搬送時間よりも前記第一の真空搬送室内に配置された前記搬送ロボットによる前記ロック室ユニットと前記搬送中間室ユニットとの間での搬送時間の方が短いものであって、かつ、前記ロック室ユニットと前記第一の真空搬送室に連結された前記真空処理室との間での前記ウエハの搬送に要する時間が当該真空処理室での前記ウエハの処理の時間を含むこの真空処理室内部に滞留する時間よりも長いものであり、前記複数のウエハのうち、所定の時間内において前記第一の真空搬送室に連結された真空処理室に搬送されて処理される数が当該所定の時間内において前記第二の真空搬送室に連結された真空処理室に搬送されて処理される数よりも少なくなるように前記複数のウエハの搬送を調節する制御部とを備えたことを特徴とする。
【００１３】
さらに、本発明の真空処理装置は、前記制御部は、前記複数のウエハが前記カセットから取り出されて前記真空処理室で処理された後に元の前記カセットに戻されるまでの間の時間で、前記複数のウエハのうちで前記第一の真空搬送室における前記ロック室ユニットと当該第一の真空搬送室の側面に連結された前記真空処理室との間で搬送された前記ウエハの搬送時間の合計より、前記第二の真空搬送室における前記搬送中間室ユニットと当該第二の真空搬送室の側面に連結された前記真空処理室との間で搬送された前記ウエハの搬送時間の合計が長くなるように前記複数のウエハの搬送を調節することを特徴する。
【００１４】
また、上記課題を解決するための本発明の真空処理装置の運転方法は、複数のカセット台が前面側に配置され、前記複数のカセット台のうちの少なくとも１つの上に設置されたカセット内に収納された複数のウエハがその内部を搬送される大気搬送室と、該大気搬送室の後方に配置されて連結され内部に当該大気搬送室から搬送される前記ウエハを収納可能なロック室ユニットと、該ロック室ユニットの後方に連結されその内部で前記ウエハが搬送される第一の真空搬送室と、前記第一の真空搬送室の後方で連結されその内部に前記ウエハを収納可能な搬送中間室を有する搬送中間室ユニットと、該搬送中間室ユニットの後方で連結されその内部で前記ウエハが搬送される第二の真空搬送室と、前記第一の真空搬送室の側面に連結され、前記第一の真空搬送室から搬送された前記ウエハを処理する少なくとも１つの真空処理室と、前記第二の真空搬送室の側面に連結され、前記第二の真空搬送室から搬送された前記ウエハを処理する複数の真空処理室であって前記第１の真空搬送室の側面に連結された真空処理室と同じまたは多い数の真空処理室とを備えた真空処理装置を用いて前記ウエハを処理する真空処理装置の運転方法であって、前記ロック室ユニット及び前記搬送中間室ユニットの内部が複数枚の前記ウエハを収納可能に構成され、前記ウエハが、前記第一の真空搬送室の内部で前記ロック室ユニットから当該第一の真空搬送室の側面に連結された前記真空処理室に搬送され、当該真空処理室で処理された後に前記ロック室ユニットに搬送されて戻されるか、または前記ロック室ユニットから前記搬送中間室ユニットに搬送されて前記第二の真空搬送室の内部で前記搬送中間室から当該第二の真空搬送室の側面に連結された前記真空処理室に搬送され、当該真空処理室で処理された後に前記搬送中間室ユニットに搬送されて戻された後に前記第一の真空搬送室の内部を前記搬送中間室ユニットから前記ロック室ユニットに搬送されて戻されるものであって、前記第一及び第二の真空搬送室の各々の内部に配置された搬送ロボットであって、その上に前記ウエハを載せ伸縮して搬送する複数のアームを備えた搬送ロボットを備え、各々の前記搬送ロボットによる前記ウエハの搬送は、一枚の前記ウエハについて当該搬送ロボットが配置された前記第一及び第二の真空搬送室の何れかに連結された前記ロック室ユニットまたは前記搬送中間室ユニットと前記真空処理室との間での搬送時間よりも前記第一の真空搬送室内に配置された前記搬送ロボットによる前記ロック室ユニットと前記搬送中間室ユニットとの間での搬送時間の方が短いものであって、かつ、前記ロック室ユニットと前記第一の真空搬送室に連結された前記真空処理室との間での前記ウエハの搬送に要する時間が当該真空処理室での前記ウエハの処理の時間を含むこの真空処理室内部に滞留する時間よりも長いものであり、前記複数のウエハのうち、所定の時間内において前記第一の真空搬送室に連結された真空処理室に搬送されて処理される数が当該所定の時間内において前記第二の真空搬送室に連結された真空処理室に搬送されて処理される数よりも少ないことを特徴とする。
【００１５】
さらに、本発明の真空処理装置の運転方法は、前記複数のウエハが前記カセットから取り出されて前記真空処理室で処理された後に元の前記カセットに戻されるまでの間の時間で、前記複数のウエハのうちで前記第一の真空搬送室における前記ロック室ユニットと当該第一の真空搬送室の側面に連結された前記真空処理室との間で搬送された前記ウエハの搬送時間の合計より、前記第二の真空搬送室における前記搬送中間室ユニットと当該第二の真空搬送室の側面に連結された前記真空処理室との間で搬送された前記ウエハの搬送時間の合計が長いことを特徴する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、設置面積あたりの生産性が高い真空処理装置及び真空処理装置の運転方法を提供することができる。
【００１８】
また、低異物かつクロスコンタミネーション抑制を可能とする真空処理装置及び真空処理装置の運転方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１の実施形態による真空処理装置を含む真空処理システムの全体の構成の概略を説明する図である。
【図２】（ａ），（ｂ）  図１に示して説明した本発明の実施形態による真空搬送室の拡大図で、ロボットアームを縮めた状態及びロボットアームを伸ばした状態の図である。
【図３】本発明の他の実施形態による真空処理装置を含む真空処理システムの全体の構成の概略を説明する図である。
【図４】（ａ），（ｂ）  本発明の実施例の真空処理システムによりウエハを処理する際のウエハ動線の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明による半導体被処理基板の真空処理システム及び真空処理方法の実施形態を図面により詳細に説明する。
【００２１】
図１は、本発明の第１の実施形態による複数の真空処理室を含む真空処理システムの全体の構成の概略を説明する。
【００２２】
図１に示す本発明の第１の実施形態による複数の真空処理室１０３，１０３，１０３を含む真空処理システム１００は、大きく分けて、大気側ブロック１０１と真空側ブロック１０２とにより構成される。大気側ブロック１０１は、被処理物である半導体ウエハ等を大気圧下で搬送し、収納位置決め等を行う部分であり、真空側ブロック１０２は、大気圧から減圧された圧力下でウエハを搬送し、予め定められた真空処理室１０３内において処理を行うブロックである。そして、搬送や処理を行う真空側ブロック１０２と大気側ブロック１０１との間には、ウエハを内部に収容した状態で圧力を大気圧と真空圧との間で上下させる部分としてのロック室１０５を備えている。
【００２３】
本発明の真空処理システム１００の第１の実施例では、ウエハに所定の処理をする真空処理室１０３を３つ備えており、真空側ブロック１０２内でのウエハの搬送時間が大気側ブロック１０１内でのウエハの搬送時間と比較して長い状態の場合において、設置面積あたりの生産性が高いシステム構成の実施例を示す。また、本実施例は、真空処理室１０３でウエハを処理する時間又は、ウエハが真空処理室１０３内に滞在する時間（処理に要する時間を含む）が、ウエハの搬送に要する時間より短い場合の例である。これにより、システム全体としてのウエハの処理時間は、搬送に係る時間により律されることとなり、この状態を「搬送律速」と称する。
【００２４】
大気側ブロック１０１は、内部に大気搬送ロボット１０９を備えた略直方体形状の筐体１０６を有し、この筐体１０６の前面側には、複数のカセット台１０７，１０７，１０７が備えられている。処理用のウエハ又は真空処理室１０３のクリーニング用の被処理物としてのウエハが収納されているカセットが複数のカセット台１０７，１０７，１０７として載せられている。
【００２５】
真空側ブロック１０２には、大気側ブロック１０１に接して１つのロック室１０５が設けられている。このロック室１０５は、真空側ブロック１０２の第一の真空搬送室１０４と大気側ブロック１０１との間に配置され、内部にウエハを収納した状態で内部の圧力を大気圧と真空圧との間で変化させ、大気側と真空側との間でウエハをやりとりして搬送する。また、ロック室１０５には、ウエハを上下方向に２枚以上重ねて載置できるステージ（図示せず）を備えている。このロック室１０５に接した第一の真空搬送室１０４は、平面形状が略矩形形状であり、内部が減圧され、その内部にロック室１０５からウエハが搬送される。
【００２６】
この第一の真空搬送室１０４が矩形形状の場合には、周囲に４面が形成されることになるが、構造的にはその内の２面にウエハを処理する真空処理室１０３が接続可能である。本発明の第１の実施例では、真空処理室１０３が接続可能な第一の真空搬送室１０４の上記２面の内の１つの面に対してのみ真空処理室１０３を接続している。また、本実施例では、第一の真空搬送室１０４は、平面形状が略矩形形状としたが、三角形以上の多角形状でも良いし、球面状を呈しても良い。
【００２７】
また、第一の真空搬送室１０４の残された１面には、第二の真空搬送室１１０との間でウエハをやりとりする真空搬送中間室１１１を備えている。真空搬送中間室１１１もロック室１０５と同様にウエハを上下方向に重ねて２枚以上載置できるステージ（図示せず）を備える。これにより、全体のウエハ処理時間の中で時間が要する搬送時間を短縮することができる。
【００２８】
さらに、真空搬送中間室１１１の一方には第一の真空搬送室１０４が接続され、他の一方には第二の真空搬送室１１０が接続されている。第二の真空搬送室１１０も平面形状が略矩形形状であり、次の段の真空搬送室を設けていないために、３つの真空処理室１０３が接続可能であるが本実施例では２つの真空処理室１０３，１０３が接続されている。また、本実施例では第二の真空搬送室１１０は平面形状が略矩形形状としたが、他の多角形状でも良い。
【００２９】
ここにおいて、手前に配置された第一の真空搬送室１０４に接続される真空処理室１０３の数が、奥に配置された第二の真空搬送室１１０に接続される真空処理室１０３の数よりも少ないことが大切である。本実施例では、手前に配置された第一の真空搬送室１０４に接続される真空処理室１０３の数が１つであり、奥に配置された第二の真空搬送室１１０に接続される真空処理室１０３の数が２つである。以下、本明細書においては、上記したように、手前に配置した第一の真空搬送室１０４に接続された真空処理室１０３を「手前の真空処理室」と呼び、奥に配置した第二の真空搬送室１１０に接続された真空処理室１０３，１０３を「奥の真空処理室」と呼ぶこともある。
【００３０】
この真空側ブロック１０２は、複数の室によって構成されているが、全体が減圧されて高い真空度の圧力に維持可能な容器として構成されている。
【００３１】
第一の真空搬送室１０４は、その内部にウエハを収納することができ、隣接する各室間でウエハを搬送する搬送室とされている。第一の真空搬送室１０４内の中央部には、ウエハの搬送手段として真空搬送ロボット１０８（図２）が配置されており、ロック室１０５と真空処理室１０３との間、真空処理室１０３と真空搬送中間室１１１との間、又はロック室１０５と真空搬送中間室１１１との間を真空下でウエハを搬送する。同様に、第二の真空搬送室１１０内には、その中央部に真空搬送ロボット１０８（図２と同様の構成）が配置されており、真空搬送中間室１１１と２つの真空処理室１０３，１０３の内の何れかの真空処理室１０３との間を真空下でウエハを搬送する。
【００３２】
この第一の真空搬送室１０４及び第二の真空搬送室１１０内に設けられた真空搬送ロボット１０８は、そのアーム上にウエハが載せられて、真空処理室１０３に配置されたウエハ台上、ロック室１０５又は真空搬送中間室１１１の何れかに対してウエハの搬入、搬出を行う（第二の真空搬送室１１０内に設けられた真空搬送ロボット１０８は、構成が同じであるので図２により代用する）。第一の真空搬送室１０４に隣接された真空処理室１０３、ロック室１０５及び真空搬送中間室１１１と第一の真空搬送室１０４との間には、それぞれ気密に閉塞、開放可能なバルブ１２０により連通する通路が設けられている。同様に、第二の真空搬送室１１０に隣接された真空処理室１０３及び真空搬送中間室１１１と第二の真空搬送室１１０との間には、それぞれ気密に閉塞、開放可能なバルブ１２０により連通する通路が設けられている。これらの通路は、バルブ１２０により開閉される。
【００３３】
次に、前述したように構成される真空処理システム１００により、ウエハに対する処理を行う際のウエハの真空処理方法におけるウエハ搬送過程の概要を説明する。
【００３４】
複数のカセット台１０７，１０７，１０７の何れかの上に載せられたカセット内に収納された複数の半導体ウエハ等は、真空処理システム１００の動作を調節、制御する制御装置（図示せず）の判断の下に、又は、真空処理システム１００が設置される製造ライン全体の制御装置等（図示せず）からの指令を受けて、その処理が開始される。まず、上記の制御装置からの指令を受けた大気搬送ロボット１０９は、特定のカセット内の特定のウエハを指定されたカセットから取り出し、該取り出したウエハをロック室１０５に向けて搬送する。
【００３５】
ウエハが搬送されて格納されたロック室１０５は、搬送されたウエハを収納した状態で大気側のバルブ１２０が閉塞されて密封され所定の圧力まで減圧される。図示されてはいないが、ロック室１０５内には、２枚以上の複数枚のウエハを収納することができる構成とされている。ロック室１０５内の減圧が完了すると、その後、第一の真空搬送室１０４に面した側のバルブ１２０が開放されて、ロック室１０５と第一の真空搬送室１０４とが連通され、真空搬送ロボット１０８は、そのアームをロック室１０５内に伸張させて、ウエハを載せてロック室１０５内のウエハを第一の真空搬送室１０４側に搬送する。これも図示されてはいないが、第一の真空搬送室１０４内には、２枚以上の複数枚のウエハを収納することができる構成とされている。真空搬送ロボット１０８は、そのアームに載せたウエハを、カセットから取り出した際に予め定められた真空処理室１０３又は真空搬送中間室１１１の何れかに搬入する。
【００３６】
本実施例では各バルブ１２０は、１つが選択的に開閉される。すなわち、ウエハを第一の真空搬送室１０４から手前の真空処理室１０３に搬送する場合は、真空搬送中間室１１１と第一の真空搬送室１０４との間を開閉するバルブ１２０と、ロック室１０５と第一の真空搬送室１０４との間を開閉するバルブ１２０が閉じられて、手前の真空処理室１０３と第一の真空搬送室１０４との間を開閉するバルブ１２０のみが開き、ウエハが真空処理室１０３内に搬送される。また、真空搬送中間室１１１に搬送されたウエハを奥の真空処理室１０３に向けて搬送する場合は、真空搬送中間室１１１と第一の真空搬送室１０４との間を開閉するバルブ１２０が閉じられて、真空搬送中間室１１１が封止される。その後、真空搬送中間室１１１と第二の真空搬送室１１０との間を開閉するバルブ１２０を開けて、第二の真空搬送室１１０に備えられた真空搬送ロボット１０８を伸張させて、第二の真空搬送室内１１０にウエハを搬送する。次いで真空搬送中間室１１１内の真空搬送ロボット１０８は、そのアームに載せたウエハを、奥に配置された２つの真空処理室１０３，１０３の内の予め定められた何れか１つの真空処理室１０３に搬送する。
【００３７】
このバルブ１２０の選択的な開閉制御は、真空搬送中間室１１１の第一の真空搬送室１０４側或いは第二の真空搬送室１１０側のバルブが閉じれれて、手前側の処理空間（第一の真空搬送室１０４、手前側の真空処理室１０３、ロック室１０５）と奥側の処理空間（第二の真空搬送室１１０、奥側の真空処理室１０３，１０３）とが相互に遮断されている際には、それぞれの処理空間内で何れかのバルブを開くように制御すればよい。
【００３８】
ウエハが奥に配置された真空処理室１０３，１０３の内の何れか１つに搬送された後、その真空処理室１０３と第二の真空搬送室１１０との間を開閉するバルブ１２０が閉じられてその真空処理室１０３が封止される。その後、その真空処理室１０３内に処理用のガスが導入されてその真空処理室１０３内が所定の圧力に達したところでウエハが処理される。この真空処理室１０３内でのウエハの処理は、手前に配置された真空処理室１０３内での処理でも同じである。
【００３９】
いずれの真空処理室１０３においても、ウエハの処理が終了したことが検出されると、その真空処理室１０３と接続された第一の真空搬送室１０４又は第二の真空搬送室１１０の各搬送室との間を開閉するバルブ１２０が開放され、その搬送室内の真空搬送ロボット１０８は、処理済みのウエハを、そのウエハが当該真空処理室１０３内に搬入された場合と逆にロック室１０５又は真空搬送中間室１１１へ向けて搬出する。奥の真空処理室１０３から真空搬送中間室１１１を介してロック室１０５にまでウエハが搬送されてくるか、手前の真空処理室１０３からロック室１０５にまでウエハが搬送されてくると、このロック室１０５と第一の真空搬送室１０４の搬送室とを連通する通路を開閉するバルブ１２０が閉じられて第一の真空搬送室１０４の搬送室が密封され、ロック室１０５内の圧力が大気圧まで上昇させられる。
【００４０】
その後、筐体１０６の内側のバルブ１２０が開放されてロック室１０５の内部と筐体１０６の内部とが連通され大気圧の状態となり、大気搬送ロボット１０９は、ロック室１０５から元のカセットにウエハを搬送して元のカセット内の元の位置に戻す。
【００４１】
本発明は、真空処理室１０３でウエハを処理する時間、又はウエハが真空処理室１０３内に滞在する時間がウエハを搬送するに要する時間より短い搬送律速の場合において特に効果を発揮するものである。図１に示す本発明の第１の実施例の真空処理システムでは、周囲に４面を備えた矩形形状の第一の真空搬送室１０４及び第二の真空搬送室１１０を設け、第一の真空搬送室１０４を手前に配置し、第二の真空搬送室１１０を奥に配置している。手前に配置された第一の真空搬送室１０４には周囲の１面に１つの真空処理室１０３を備え、奥に配置された第二の真空搬送室１１０には周囲の２面に夫々１つの真空処理室１０３，１０３を備えたものである。この場合、第一の真空搬送室１０４及び第二の真空搬送室１１０の中央部には、２つのアームを備えた真空搬送ロボットが配置されている。このように、手前の第一の真空搬送室１０４には１つの真空処理室１０３を備え、奥の第二の真空搬送室１１０には２つの真空処理室１０３，１０３を備える構成とすることにより、手前に配置した真空処理室１０３内での処理済ウエハの搬送待ち時間が短くなり、生産性の高い真空処理システムを構成できるものである。
【００４２】
図２（ａ）、（ｂ）は、図１に示して説明した第一の真空搬送室１０４の拡大図である。真空搬送ロボット１０８はウエハを搬送するための第一アーム２０１及び第二アーム２０２を備えている。本実施例ではアームは２つであるが、３つあるいは４つの複数個でもよい。第二の真空搬送室１１０の拡大図は、これと同様の構成であるので図示は省略して図２（ａ）及び（ｂ）で代用可能である。
【００４３】
各々のアーム２０１，２０２は、関節を介して複数の梁部材の両端が連結されている構造を有している。各アーム２０１，２０２は、複数の梁部材の両端において回動可能に軸支することにより、各アーム２０１，２０２が各々根元側端部の軸まわりに、回転運動及び上下運動が可能な構成を備えており、それにより上下方向の昇降運動及び水平面内方向の伸縮運動を独立に動作可能である。この構成により、複数のウエハの搬入・搬出をウエハ毎に独立して制御可能になり、複数の搬送先に並列にアクセスしたり、２枚のウエハを同時に搬入・搬出したりすることにより搬送処理能力を高めることができる。しかし、この際には、バルブの開閉動作のタイミングにより処理室や搬送室の汚染等がないように防爆制御する必要がある。
【００４４】
図２（ａ）は、第一の真空搬送室１０４に真空搬送ロボット１０８の各アーム２０１，２０２が別々の場所からウエハを搬送してきた状態を示す。この場合、アーム２０１とアーム２０２とは上下に配置されており、相互の干渉はない。図２（ｂ）に第一アーム２０１を伸ばして真空処理室１０３にウエハを搬送し、並列的に第二アーム２０２をロック室１０５に伸ばして搬送した状態を示す。この場合は、ウエハを１枚づつ搬送する場合とは相違して、バルブ１２０は選択的に１つのみを開閉するのではなく、アクセスする際に必要な２つのバルブ１２０，１２０（真空処理室１０３に設けられたバルブとロック室１０５に設けられたバルブ）の開閉制御をしなければならない。
【００４５】
そのような場合でも、前述したように、真空搬送中間室１１１を介して、手前に１つの真空処理室１０３を備え、奥に２つの真空処理室１０３，１０３を備える構成の真空処理システム１００により、設置面積あたりのウエハの処理効率が高くなる。
【００４６】
これは、以下の理由による。前述の搬送律速の場合、真空処理室１０３にウエハを搬送する時間Ｔ１（真空搬送ロボット１０８がウエハを保持した状態で真空処理室１０３の前で待機した状態から真空処理室１０３内へのウエハの搬送が完了してバルブ１２０が閉じるまでの時間）と、真空搬送中間室１１１にウエハを搬送する時間Ｔ２（真空搬送ロボット１０８がウエハを保持した状態で搬送中間室１１１（又はロック室１０５）の前で待機した状態から搬送中間室１１１（又はロック室１０５）へのウエハの搬送が完了してバルブ１２０が閉じるまでの時間）を比較すると、真空搬送中間室１１１（又はロック室１０５）への搬送時間の方が短い。つまり、Ｔ１＞Ｔ２である。このため、仮に、手前に配置された第一の真空搬送室１０４には真空処理室１０３が２つ接続され、奥に配置された第二の真空搬送室１１０には真空処理室１０３が１つだけ接続されると、手前に配置された第一の真空搬送室１０４でのウエハ搬送時間（第一の真空搬送室１０４内でのウエハの滞留時間）が真空処理システム１００全体の搬送時間のボトルネックとなる。そこで、本発明の第１の実施例では、奥に配置された第二の真空搬送室１１０では、それに隣接した２つの真空処理室１０３に対してウエハを搬送する時間が長いことにより、第二の真空搬送室１１０がボトルネックとなることによって、手前に配置された第一の真空搬送室１０４がボトルネックになることを抑制し、真空処理システム１００全体としての処理効率が損なわれることを防ぐことができるため、本実施例のような真空処理室の配置構成により、設置面積あたりのウエハの処理効率を高くすることができる。
【００４７】
この作用効果を、図４（ａ）を用いて、第１の実施例の真空処理システム１００によりウエハを処理する際の真空側ブロック１０２内でのウエハ動線により説明する。ここでは、３枚のウエハを別々の真空処理室１０３内において処理する場合を想定する。ウエハＡは手前側の１つの真空処理室１０３内において処理され、ウエハＢとＣは奥の２つの真空処理室１０３内において処理される。図において、実線はＴ１時間が必要な真空処理室１０３へのウエハの搬入の動線を示し、点線はＴ２時間（Ｔ２＜Ｔ１）が必要な搬送中間室１１１（又はロック室１０５）へのウエハの搬出の動線を示す。ウエハＢ及びＣは真空搬送中間室１１１よりも奥での搬入・搬出においては二つの実線が存在する。つまり、奥の第二の真空搬送室１１０では、長い時間を要するウエハ搬送時間Ｔ１の真空処理室１０３への搬送動線が２本となる。手前の第一の真空搬送室１０４内では、ウエハ搬送時間Ｔ１の真空処理室１０３への搬送動線を１本として、手前側でのウエハ搬送のボトルネックを防いでいる。
【００４８】
図４（ｂ）は、第２の実施例の真空処理システム１００によりウエハを処理する際の真空側ブロック１０２内でのウエハ動線の説明図である。ウエハＡ又はＤは手前側の１つの真空処理室１０３又は別の真空処理室１０３内において処理されるが、何れかの真空処理室１０３が選択的に使用される。よって、ウエハＤの動線は破線により示している。ウエハＢ及びＣは奥の２つの真空処理室１０３内において処理される。これにより、手前の第一の真空搬送室１０４内では、ウエハ搬送時間Ｔ１の真空処理室１０３への搬送動線を１本として考えることができ、手前側でのウエハ搬送のボトルネックを防いでいる。
【００４９】
また、この第１の実施例では、第一の真空搬送室１０４と手前の真空処理室１０３あるいはロック室１０５（又は第二の真空搬送室１１０と奥の真空処理室１０３あるいは真空搬送中間室１１１）の間を排他的に開閉するバルブ１２０を介して連通する構造となっているため、異物やクロスコンタミネーションの抑制に関して効果的である。
【００５０】
図１のシステム構成の場合、真空処理室１０３を接続できる物理的な最大数は５つである。しかしながら、本発明においては、手前に配置された第一の真空搬送室１０４に接続される真空処理室１０３の数が、奥に配置された第二の真空搬送室１１０に接続される真空処理室１０３の数よりも少ないことが大切である。そこで、次の実施例は真空処理室が４つ接続された場合に図１に示した第１の実施例と同等のウエハの処理効率が得られる運用例である。
【００５１】
図３は、図１で示した第１の実施例に対し、手前に配置された第一の真空搬送室１０４に真空処理室１０３を一つ加え、二つの真空処理室１０３，１０３を備えたものである。このような第２の実施例の形態においては、ウエハを処理する場合に処理時間に応じて、第一の真空搬送室１０４に備えられた２つの真空処理室１０３，１０３の内のどちらか１つの片側の真空処理室１０３のみを選択的に使用する。それにより、手前側でのウエハ搬送のボトルネックを発生させずに、大気搬送側から遠い奥の第二の真空搬送室１１０に接続された複数の真空処理室１０３，１０３を使用して生産することで、図１に示した第１の実施例と同じ生産効率が向上の効果が得られるものである。
【００５２】
但し、本発明が対象とするところの、手前に配置された第一の真空搬送室１０４でのウエハ搬送時間が真空処理システム１００全体の搬送時間のボトルネックとなるような場合ではない場合には、手前に配置された第一の真空搬送室１０４にも、複数の真空処理室１０３，１０３を接続しておけば、真空処理室１０３のウエハの処理時間又は、真空処理室１０３内での滞在時間によっては、手前でも全ての真空処理室１０３，１０３を使用するほうが生産効率が向上する場合もあるため、真空処理装置に備えられた制御装置（図示せず）は処理時間に応じた真空処理室１０３の生産性効率が最適になる運用を行うことを排斥するものではない。いずれにしても、本発明では、真空処理室１０３を真空搬送中間室１１１を介して複数個設けるものであって、真空処理室１０３にウエハを搬送する時間Ｔ１と真空搬送中間室１１１にウエハを搬送する時間Ｔ２によって、手前側でのウエハ搬送のボトルネックを防ぐ構造或いは運用に関するものである。
【００５３】
第２の実施例においても、各バルブ１２０は、１つが選択的に開閉させることができる。すなわち、真空搬送中間室１１１と第一の真空搬送室１０４との間を開閉するバルブ１２０と、ロック室１０５と第一の真空搬送室１０４との間を開閉するバルブが閉じられ、さらに手前右の真空処理室１０３と第一の真空搬送室１０４との間を開閉するバルブ１２０が閉じられて、手前左の真空処理室１０３と第一の真空搬送室１０４との間を開閉するバルブ１２０が開き、ウエハが手前左の真空処理室１０３に搬送される。左右のいずれの真空処理室１０３を使用するかは任意である。また、真空搬送中間室１１１に搬送されたウエハは第一の真空搬送室１０４との間を開閉するバルブ１２０が閉じられて真空搬送中間室１１１が封止される。その後、真空搬送中間室１１１と第二の真空搬送室１１０との間を開閉するバルブ１２０を開けて、第二の真空搬送室１１０に備えられた真空搬送ロボット１０８を伸張させて、第二の真空搬送室内１１０にウエハを搬送する。真空搬送ロボット１０８は、そのアームに載せたウエハを、カセットから取り出した際に予め定められた奥の何れかの真空処理室１０３に搬送する。
【００５４】
ウエハが奥の何れかの真空処理室１０３に搬送された後、この真空処理室１０３と第一の真空搬送室１０４との間を開閉するバルブ１２０が閉じられて真空処理室１０３が封止される。その後、真空処理室１０３内に処理用のガスが導入されて真空処理室１０３内が所定の圧力に達したところでウエハが処理される。
【００５５】
ウエハの処理が終了したことが検出されると、前述した真空処理室１０３と接続された第一の真空搬送室１０４又は第二の真空搬送室１１０の搬送室との間を開閉するバルブ１２０が開放され、真空搬送ロボット１０８は、処理済みのウエハを、該ウエハが真空処理室１０３内に搬入された場合と逆にロック室１０５へ向けて搬出する。ロック室１０５にウエハが搬送されると、このロック室１０５と第一の真空搬送室１０４の搬送室とを連通する通路を開閉するバルブ１２０が閉じられて第一の真空搬送室１０４の搬送室が密封され、ロック室１０５内の圧力が大気圧まで上昇させられる。
【００５６】
その後、筐体１０６の内側のバルブ１２０が開放されてロック室１０５の内部と筐体１０６の内部とが連通され、大気搬送ロボット１０９は、ロック室１０５から元のカセットにウエハを搬送してカセット内の元の位置に戻す。
【００５７】
本発明は、第２の実施例のように手前に配置された第一の真空搬送室１０４に二つの真空処理室１０３，１０３を備えたものであっても、手前の真空処理室１０３，１０３の何れか一方の真空処理室１０３を任意に選択して使用することにより、第１の実施例と同様の効果を奏することを可能とする真空処理方法を提供するものである。
【符号の説明】
【００５８】
１００  真空処理システム
１０１  大気側ブロック
１０２  真空側ブロック
１０３  真空処理室
１０４  第一の真空搬送室
１０５  ロック室
１０６  筐体
１０７  カセット台
１０８  真空搬送ロボット
１０９  大気搬送ロボット
１１０  第二の真空搬送室
１１１  真空搬送中間室
１２０  バルブ
２０１  第一アーム
２０２  第二アーム
【図１】
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【図２】
0005872153.tif 000003
【図３】
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【図４】
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