(57)【要約】【課題】基板処理効率を向上させることのできる基板処理装置を提供する。【解決手段】基板処理装置は、ロードロックチャンバ１１０と、ロードロックチャンバの一方の側に配置されるトランスファチャンバ１２０と、トランスファチャンバの一方の側に配置されるプロセスチャンバ１３０と、トランスファチャンバの内部に配備されてロードロックチャンバとプロセスチャンバとの間に基板を搬送する基板搬送ロボット２００とを備えている。プロセスチャンバは、内部に基板を支持する複数の基板支持台と、複数の基板支持台の上に工程ガスをそれぞれ噴射する複数のガス噴射体及び複数の基板支持台の間に基板を搬送するターンテーブルと、未処理基板が搬入される第１のゲートと、処理済み基板が搬出される第２のゲートとを含む。基板搬送ロボットは、未処理基板と処理済み基板とを第１のゲートと第２のゲートとを介してそれぞれ別々に搬送する。【選択図】図１
2015162677.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロードロックチャンバと、
前記ロードロックチャンバの一方の側に配置されるトランスファチャンバと、
前記トランスファチャンバの一方の側に配置されるプロセスチャンバと、
前記トランスファチャンバの内部に配設され、前記ロードロックチャンバと前記プロセスチャンバとの間に基板を搬送する基板搬送ロボットと、
を備え、
前記プロセスチャンバは、内部に基板を支持する複数の基板支持台と、前記複数の基板支持台の上に工程ガスをそれぞれ噴射する複数のガス噴射体及び前記複数の基板支持台の間に基板を搬送するターンテーブルと、未処理基板が搬入される第１のゲートと、処理済み基板が搬出される第２のゲートと、を含み、
前記基板搬送ロボットは、前記未処理基板と前記処理済み基板とを、前記第１のゲートと前記第２のゲートとを介してそれぞれ別々に搬送する基板処理装置。
【請求項２】
前記プロセスチャンバは、
上部が開放され、内部空間が形成される本体と、
前記本体の上部に配設されて前記本体の上部を覆うトップリッドと、
を有し、
前記トップリッドには、上下方向に延びてその内部に基板が処理される空間を形成する延長部が配設される請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項３】
前記トップリッドに前記基板が処理される空間が複数形成され、
前記ガス噴射体と前記基板支持台とは、前記基板が処理される空間の数に見合う分だけ配設される請求項２に記載の基板処理装置。
【請求項４】
前記複数のガス噴射体のうちの少なくとも一つは、残りのガス噴射体とは異なる工程ガスを噴射する請求項３に記載の基板処理装置。
【請求項５】
前記ターンテーブルの上部には、基板を支持する複数の基板支持リングが配設され、
前記ターンテーブルには、前記基板支持台が貫通する複数の開口が形成され、前記開口には、前記基板支持リングを支持するように前記開口の内側に突起が配設され、
前記基板支持リングは、前記基板支持台とターンテーブルに選択的に支持される請求項４に記載の基板処理装置。
【請求項６】
前記基板搬送ロボットは、
前記トランスファチャンバに設けられる回転軸と、
前記回転軸の上部に回転自在に連結されて前記第１のゲートを介して前記未処理基板を前記プロセスチャンバに搬送するローディングアームと、
前記回転軸に回転自在に連結されて前記第２のゲートを介して前記プロセスチャンバ内の処理済み基板を搬出するアンローディングアームと、
を有する請求項１から請求項５のうちのいずれか１項に記載の基板処理装置。
【請求項７】
前記ロードロックチャンバは、未処理基板が収容される第１のロードロックチャンバと、前記プロセスチャンバにおいて処理が完了した処理済み基板が収容される第２のロードロックチャンバと、を有する請求項６に記載の基板処理装置。
【請求項８】
ロードロックチャンバと、前記ロードロックチャンバの一方の側に配置されるトランスファチャンバと、前記トランスファチャンバの一方の側に配置されるプロセスチャンバと、前記トランスファチャンバに配置される基板搬送ロボットとを備える基板処理装置を用いて基板を処理する方法であって、
前記プロセスチャンバには、未処理基板が搬入される第１のゲートと、処理済み基板が搬出される第２のゲートとが配設され、
前記基板搬送ロボットは、前記第１のゲートを介して前記未処理基板を前記プロセスチャンバに搬入し、前記第２のゲートを介して前記プロセスチャンバ内の処理済み基板を搬出する基板処理方法。
【請求項９】
前記プロセスチャンバは、複数の基板支持台と、前記複数の基板支持台と対向するように配置される複数のガス噴射体と、前記複数の基板支持台の間に基板を搬送するターンテーブル及び前記複数の基板支持台と複数のガス噴射体との間にそれぞれ形成される複数の基板処理空間と、を含み、
前記複数の基板処理空間のうちのいずれか一つの基板処理空間において基板の処理が完了すると、前記ターンテーブルの回転駆動により前記基板を他の基板支持台に移動させて、異なる基板処理空間において基板処理を行う請求項８に記載の基板処理方法。
【請求項１０】
前記プロセスチャンバには、前記第１のゲート側にローディング領域が配置され、前記第２のゲート側にアンローディング領域が配置され、
前記ローディング領域とアンローディング領域とのそれぞれには、前記複数の基板支持台のうちのいずれか一つが配設されて基板処理空間を形成し、
前記ローディング領域の基板処理空間において基板の処理を開始して、前記アンローディング領域の基板処理空間において基板処理を完了する請求項９に記載の基板処理方法。
【請求項１１】
前記複数のガス噴射体にいずれも同じ工程ガスを供給して、前記複数の基板処理空間においていずれも同じ基板処理を行う請求項１０に記載の基板処理方法。
【請求項１２】
前記複数のガス噴射体のうちの少なくとも一つのガス噴射体に他の工程ガスを供給して、前記複数の基板処理空間のうちの少なくとも一つの基板処理空間において異なる基板処理を行う請求項１０に記載の基板処理方法。
【請求項１３】
前記ローディング領域に配設される基板処理空間と前記アンローディング領域に配設される基板処理空間とにおいて、異なる基板処理を行う請求項１２に記載の基板処理方法。
【請求項１４】
前記複数の基板処理空間のうちの少なくとも一つの基板処理空間内において、基板のプラズマ処理を行う請求項９から請求項１３のうちのいずれか１項に記載の基板処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板処理装置及び基板処理方法に関し、さらに詳しくは、基板処理効率を向上させることができる基板処理装置及び基板処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、クラスタ（ｃｌｕｓｔｅｒ）システムとは、基板搬送ロボット（又は、ハンドラ；ｈａｎｄｌｅｒ）とその周囲に設けられた複数の処理モジュールとを備えるマルチチャンバ装置をいう。近年、液晶モニタ装置（ＬＣＤ）、プラズマディスプレイ装置及び半導体製造装置等において、複数の処理を一括して起動可能なクラスタシステムの需要が高まりつつある。
【０００３】
このようなマルチチャンバ装置は、基板を外部から搬入又は外部に搬出するためのロードロックチャンバと、該ロードロックチャンバと連通され、基板が搬送される空間であるトランスファチャンバと、該トランスファチャンバと連通され、実質的な基板の処理が行われるプロセスチャンバとを備える。なお、トランスファチャンバには、基板を搬送する基板搬送ロボットが配設される。
【０００４】
このようなマルチチャンバ装置のプロセスチャンバにおいては、複数枚の基板が処理されており、通常、いずれも同じ工程ガスを用いて複数枚の基板を処理している。このため、他の工程ガスを用いて基板を処理するには、プロセスチャンバの内部をパージする過程が求められ、これにより、基板の処理に要する時間が延びて生産性が低下するという問題がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、プロセスチャンバ内において異なる工程ガスを用いて基板の処理を行うことにより、工程効率を向上させることができる基板処理装置及び基板処理方法を提供する。
【０００６】
本発明は、プロセスチャンバに複数枚の基板を効率良くローディング及びアンローディングすることができる基板処理装置及び基板処理方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の実施形態に係る基板処理装置は、ロードロックチャンバと、該ロードロックチャンバの一方の側に配置されるトランスファチャンバと、該トランスファチャンバの一方の側に配置されるプロセスチャンバと、トランスファチャンバの内部に配設され、ロードロックチャンバとプロセスチャンバとの間に基板を搬送する基板搬送ロボットとを備え、プロセスチャンバは、内部に基板を支持する複数の基板支持台と、該複数の基板支持台の上に工程ガスをそれぞれ噴射する複数のガス噴射体及び複数の基板支持台の間に基板を搬送するターンテーブルと、未処理基板が搬入される第１のゲートと、処理済み基板が搬出される第２のゲートとを含み、基板搬送ロボットは、未処理基板と処理済み基板とを、第１のゲートと第２のゲートとを介してそれぞれ別々に搬送することを特徴とする。
【０００８】
プロセスチャンバは、上部が開放され、内部空間が形成される本体と、該本体の上部に配設されて本体の上部を覆うトップリッドとを有し、該トップリッドには、上下方向に延びてその内部に基板が処理される空間を形成する延長部が配設されてもよい。
【０００９】
トップリッドに基板が処理される空間が複数形成され、ガス噴射体と基板支持台とは、基板が処理される空間の数に見合う分だけ配設されてもよい。
【００１０】
複数のガス噴射体のうちの少なくとも一つは、残りのガス噴射体とは異なる工程ガスを噴射してもよい。
【００１１】
ターンテーブルの上部には、基板を支持する複数の基板支持リングが配設され、ターンテーブルには、基板支持台が貫通する複数の開口が形成され、開口には、基板支持リングを支持するように開口の内側に突起が配設され、基板支持リングは、基板支持台とターンテーブルに選択的に支持されてもよい。
【００１２】
基板搬送ロボットは、トランスファチャンバに設けられる回転軸と、回転軸の上部に回転自在に連結されて第１のゲートを介して未処理基板をプロセスチャンバに搬送するローディングアームと、回転軸に回転自在に連結されて第２のゲートを介してプロセスチャンバ内の処理済み基板を搬出するアンローディングアームとを有していてもよい。
【００１３】
ロードロックチャンバは、未処理基板が収容される第１のロードロックチャンバと、プロセスチャンバにおいて処理が完了した処理済み基板が収容される第２のロードロックチャンバとを有していてもよい。
【００１４】
本発明の実施形態に係る基板処理方法は、ロードロックチャンバと、該ロードロックチャンバの一方の側に配置されるトランスファチャンバと、該トランスファチャンバの一方の側に配置されるプロセスチャンバと、トランスファチャンバに配置される基板搬送ロボットとを備える基板処理装置を用いて基板を処理する方法であって、プロセスチャンバには、未処理基板が搬入される第１のゲートと、処理済み基板が搬出される第２のゲートとが配設され、基板搬送ロボットは、第１のゲートを介して未処理基板をプロセスチャンバに搬入し、第２のゲートを介してプロセスチャンバ内の処理済み基板を搬出することを特徴とする。
【００１５】
プロセスチャンバは、複数の基板支持台と、該複数の基板支持台と対向するように配置される複数のガス噴射体と、複数の基板支持台の間に基板を搬送するターンテーブル及び複数の基板支持台と複数のガス噴射体との間にそれぞれ形成される複数の基板処理空間とを含み、複数の基板処理空間のうちのいずれか一つの基板処理空間において基板の処理が完了すると、ターンテーブルの回転駆動により基板を他の基板支持台に移動させて、異なる基板処理空間において基板処理を行ってもよい。
【００１６】
プロセスチャンバには、第１のゲート側にローディング領域が配置され、第２のゲート側にアンローディング領域が配置され、ローディング領域とアンローディング領域とのそれぞれには、複数の基板支持台のうちのいずれか一つが配設されて基板処理空間を形成し、ローディング領域の基板処理空間において基板の処理を開始して、アンローディング領域の基板処理空間において基板処理を完了してもよい。
【００１７】
複数のガス噴射体にいずれも同じ工程ガスを供給して、複数の基板処理空間においていずれも同じ基板処理を行ってもよい。
【００１８】
複数のガス噴射体のうちの少なくとも一つのガス噴射体に他の工程ガスを供給して、複数の基板処理空間のうちの少なくとも一つの基板処理空間において異なる基板処理を行ってもよい。
【００１９】
ローディング領域に配設される基板処理空間とアンローディング領域に配設される基板処理空間とにおいて、異なる基板処理を行ってもよい。
【００２０】
複数の基板処理空間のうちの少なくとも一つの基板処理空間内において、基板のプラズマ処理を行ってもよい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の実施形態に係る基板処理装置及び基板処理方法は、一つのプロセスチャンバ内において異なる工程ガスを用いて複数枚の基板を処理することができる。したがって、基板処理効率及び生産性を向上させることができる。
【００２２】
また、プロセスチャンバに複数枚の基板を効率良くローディング／アンローディングすることができる。このとき、プロセスチャンバの内部に基板のローディング領域及びアンローディング領域を設定し、基板を各領域に移動可能なように構成して、基板をそれぞれ設定された領域を介してローディング及びアンローディングすることにより、基板搬送ロボットの移動回数を減らすことができ、基板の搬送に掛かる時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１は本発明の一実施形態に係る基板処理装置を概略的に示す平面図である。
【図２】図２は図１に示すプロセスチャンバの内部構造を示す断面図である。
【図３】図３は図１に示す基板搬送ロボットを示す斜視図である。
【図４】図４は図１に示す基板搬送ロボットを示す側面図である。
【図５】図５（ａ）〜図５（ｃ）は本発明の一実施形態に係る基板搬送方法を用いてロードロックチャンバから基板を搬出する過程を示す平面図である。
【図６】図６は本発明の一実施形態に係る基板搬送方法を用いて基板をローディング及びアンローディングする一の過程を示す平面図である。
【図７】図７は本発明の一実施形態に係る基板搬送方法を用いて基板をローディング及びアンローディングする他の過程を示す平面図である。
【図８】図８は本発明の一実施形態に係る基板搬送方法を用いて基板をローディング及びアンローディングする他の過程を示す平面図である。
【図９】図９は本発明の一実施形態に係る基板搬送方法を用いて基板をローディング及びアンローディングする他の過程を示す平面図である。
【図１０】図１０は本発明の一実施形態に係る基板搬送方法を用いて基板をローディング及びアンローディングする他の過程を示す平面図である。
【図１１】図１１は本発明の一実施形態に係る基板搬送方法を用いて基板をローディング及びアンローディングする他の過程を示す平面図である。
【図１２】図１２は本発明の一実施形態による基板搬送方法を用いて基板をローディング及びアンローディングする他の過程を示す図である。
【図１３】図１３は本発明の一実施形態によりプロセスチャンバ内において基板を処理する様々な方法を概念的に示す平面図である。
【図１４】図１４は本発明の一実施形態によりプロセスチャンバ内において基板を処理する様々な方法を概念的に示す図である。
【図１５】図１５は本発明の一実施形態によりプロセスチャンバ内において基板を処理する様々な方法を概念的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、添付図面に基づき、本発明の一実施形態を詳述する。しかしながら、本発明は、後述する実施形態に何ら限定されるものではなく、異なる種々の形態で実現される。単に、これらの実施形態は、本発明の開示を完全たるものにし、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者に発明の範囲を完全に知らせるために提供されるものである。
【００２５】
図１は、本発明の一実施形態に係る基板処理装置を概略的に示す平面図であり、図２は、図１に示すプロセスチャンバの内部構造を示す断面図であり、図３は、図１に示す基板搬送ロボットを示す斜視図であり、図４は、図１に示す基板搬送ロボットを示す側面図である。
【００２６】
図１を参照すると、基板処理装置は、カセットモジュール（図示せず）と、大気圧モジュール（図示せず）と、ロードロックチャンバ１１０と、トランスファチャンバ（ｔｒａｎｓｆｅｒ ｃｈａｍｂｅｒ）１２０及びプロセスチャンバ１３０とを備える。カセットモジュールは、処理予定の基板が収容されたカセットがローディングされるか、又はカセットモジュール処理済み基板を収容するためのカセットがアンローディングされる。大気圧モジュールは、カセットモジュールの後方に配備され、内部に大気圧下で作動可能な搬送ロボット（図示せず）が設けられる。搬送ロボットは、カセットに収容された基板をロードロックチャンバ１１０に搬入するか、又はロードロックチャンバ１１０内の基板をカセットに搬出する。また、ロードロックチャンバ１１０は、大気圧モジュールとトランスファチャンバ１２０との間に配設されて、外部から搬入されるか又は外部に搬出される基板が一時的に留まる緩衝空間である。ロードロックチャンバ１１０は、大気圧状態を維持しており、基板が外部から搬入されれば真空状態に切り替わり、基板を外部に搬出する際には真空状態から大気圧状態に切り替わる。このとき、ロードロックチャンバ１１０は、未処理基板Ｗ１が収容される第１のロードロックチャンバ１１０ａと、プロセスチャンバ１３０において蒸着及びエッチング等の処理が完了した処理済み基板Ｗ２が収容される第２のロードロックチャンバ１１０ｂとを備えていてもよい。また、第１のロードロックチャンバ１１０ａと第２のロードロックチャンバ１１０ｂとは、基板が収容される内部空間が互いに分離されるように平行に配設されてもよい。なお、第１のロードロックチャンバ１１０ａと第２のロードロックチャンバ１１０ｂとには、基板の搬入及び搬出を行うゲートが別設されてもよい。
【００２７】
トランスファチャンバ１２０は、ロードロックチャンバ１１０とプロセスチャンバ１３０との間に配設され、内部には、真空状態で作動可能な基板搬送ロボット２００が回動自在に設けられる。基板搬送ロボット２００は、ロードロックチャンバ１１０とプロセスチャンバ１３０とに基板Ｗ１、Ｗ２を搬送する。
【００２８】
プロセスチャンバ１３０においては、内部に搬入された未処理基板Ｗ１に蒸着及びエッチング等の様々な処理が行われる。
【００２９】
通常、プロセスチャンバは、トランスファチャンバ１２０を間に挟んで放射状に配置されるか、又はトランスファチャンバ１２０を間に挟んで対称的に配置される。また、プロセスチャンバ１３０には、１枚又は複数枚の基板がローディングされ、特に、複数枚の基板がローディングされる場合は、ローディングされた位置において基板の処理が行われる。しかしながら、本発明においては、プロセスチャンバ１３０内に複数枚の基板、例えば、４枚の基板をローディングしてもよく、複数枚の基板をそれぞれローディングされた領域から他の領域に移動させてもよい。
【００３０】
プロセスチャンバ１３０は、上部が開放された本体１３２ａと、該本体１３２ａの上部に開閉可能に設けられるトップリッド１３２ｂとを備える。トップリッド１３２ｂが本体１３２ａの上部に取り付けられて本体１３２ａの内部を閉鎖すると、プロセスチャンバ１３０の内部において蒸着工程等の基板に対する処理が行われるように、密閉された空間が形成される。形成される空間は、一般に真空雰囲気であるため、プロセスチャンバ１３０の所定の位置、例えば底面及び側面には空間に存在するガスの排出のための排気管１５０が連結され、該排気管１５０は真空ポンプ１５４に連結される。また、本体１３２ａの側壁には、基板を空間の内部に搬入したり外部に搬出したりするためのゲート１３１ａ、１３１ｂが形成されていてもよい。ゲート１３１ａ、１３１ｂは、トランスファチャンバ１２０に隣り合う本体１３２ａの側壁に形成され、プロセスチャンバ１３０の内部に基板を搬入するための第１のゲート１３１ａと、プロセスチャンバ１３０の外部に基板を搬出するための第２のゲート１３１ｂとを備えていてもよい。
【００３１】
図２に示すように、トップリッド１３２ｂの下方に基板が処理される基板処理空間が形成されてもよい。すなわち、トップリッド１３２ｂは、その周縁部に沿って下方に折り曲げられる延長部１３２ｃを備えていてもよい。このため、トップリッド１３２ｂの下面には、所定の高さの凹溝（図示せず）により基板処理空間が形成されてもよい。このような基板処理空間は、トップリッド１３２ｂの下面に複数形成されてもよく、例えば、プロセスチャンバ１３０に取り付けられる基板支持台１３７ｂの数に見合う分だけ形成される。したがって、延長部１３２ｃは、トップリッド１３２ｂの周縁部はもちろん、中心部に形成されてもよく、トップリッド１３２ｂの中心部と周縁部とをつなぐように形成されてもよい。基板処理空間の平面形状は基板と同じ形状であってもよく、プロセスチャンバ１３０の形状に応じて四角形又は扇状を呈していてもよい。このようにして形成される基板処理空間は、後述する基板支持部１３７とその上側に形成されて、基板ごとに独立な処理を可能とする。また、基板処理空間を完璧に分離するために、トップリッド１３２ｂの延長部１３２ｃにカーテンガスを噴射するノズル（図示せず）を形成してもよい。該ノズルは、基板の周縁部に沿ってカーテンガスを噴射するように形成されてもよく、基板が取り付けられる領域を除く領域にカーテンガスを噴射するように形成されてもよい。
【００３２】
トップリッド１３２ｂには、後述する基板支持台１３７ｂに工程ガスを噴射するガス噴射体１４０が配備されてもよい。ガス噴射体１４０は、基板支持台１３７ｂの数に見合う分だけ配備され、少なくとも一つのガス噴射体１４０は、異なる種類の工程ガスを供給するガス貯留器に連結されてもよい。ガス噴射体１４０は、上述したトップリッド１３２ｂの下方に形成される基板処理空間の内部に配設されてもよい。
【００３３】
また、プロセスチャンバ１３０の内部には、基板の処理に際して該基板が載置される基板支持部１３７が配備されてもよい。基板支持部１３７は、プロセスチャンバ１３０の本体１３２ａの底面を貫通し、上下方向に配置される支持軸１３７ａと、該支持軸１３７ａの上部に連結される基板支持台１３７ｂとを備える。基板支持部１３７は、プロセスチャンバ１３０の内部に複数、例えば４個配設されてもよい。このとき、それぞれの基板支持部１３７を形成する支持軸１３７ａは、プロセスチャンバ１３０の中心部を基準として所定の間隔を隔てて放射状に配置されてもよい。また、基板支持台１３７ｂは、所定の厚さを有するプレート状であり、基板の形状と略同じ形状を有し、例えば、円板状に形成されてもよい。基板支持台１３７ｂは、支持軸１３７ａの上部に該支持軸１３７ａの長手方向に対して交差、すなわち直交する方向に連結され、それぞれの基板支持台１３７ｂは互いに離隔するように形成される。さらに、基板支持部１３７が配設されるプロセスチャンバ１３０の底面には、所定の深さだけ凹んだ基板支持台載置溝１３１が形成されてもよい。基板支持台載置溝１３１は、基板支持台１３７ｂと略同じ形状に形成されてもよく、基板支持台１３７ｂが上下方向に移動可能な深さに形成されてもよい。このような構成によりプロセスチャンバ１３０の内部に形成される空間を狭めて基板の処理のためにプロセスチャンバ１３０の内部に供給される工程ガスの量を減らすことができ、プロセスチャンバ１３０の内部をパージする際に要する時間を短縮することができる。また、基板支持台１３７ｂの上部の周縁部には、該基板支持台１３７ｂの上面よりも低い段差を有する第１の段付部１３８ｂが形成されてもよい。第１の段付部１３８ｂは、後述する基板支持リング１３８を載置するために設けられる。基板支持台１３７ｂの内部には加熱部材が配設されてもよく、必要に応じて、基板支持台１３７ｂの下部に別途の加熱装置が配設されてもよい。支持軸１３７ａは、プロセスチャンバ１３０の底面を貫通するように配設されて、外部のモータ等の駆動手段に連結されて基板支持台１３７ｂを昇降させる。
【００３４】
基板支持部１３７にはリフトピン（図示せず）が配設されてもよく、基板支持台１３７ｂの上下方向の移動により、基板支持台１３７ｂの上面から露出して基板を支持することができる。このとき、基板のローディング及びアンローディングは、ローディング領域Ｌとアンローディング領域ＵＬとにおいて行われるため、リフトピンはローディング領域Ｌとアンローディング領域ＵＬとに配設されてもよい。
【００３５】
従って、プロセスチャンバ１３０の内部には、未処理基板Ｗ１がプロセスチャンバ１３０の内部にローディングされるローディング領域Ｌと、プロセスチャンバ１３０の内部において処理が完了した処理済み基板Ｗ２を外部にアンローディングするアンローディング領域ＵＬとが形成されてもよい。ローディング領域Ｌは、複数の基板支持部１３７のうちの第１のゲート１３１ａに隣設される基板支持部１３７が配置される領域を意味する。一方、アンローディング領域ＵＬは、複数の基板支持部１３７のうちの第２のゲート１３１ｂに隣設される基板支持部１３７が配置される領域を意味する。ここでは、第１のゲート１３１ａが未処理基板Ｗ１を移動させるためのものであり、且つ、第２のゲート１３１ｂが処理を完了した処理済み基板Ｗ２を移動させるものであると述べているが、これは必要に応じて変更可能である。このように、プロセスチャンバ１３０の内部にはローディング領域Ｌとアンローディング領域ＵＬとが画成されているため、複数枚の基板を処理するには、基板をプロセスチャンバ１３０の内部において当該領域に移動させることができる。このため、プロセスチャンバ１３０には基板移動部１３５が配設されてもよい。基板移動部１３５は、ターンテーブル１３５ｂと、該ターンテーブル１３５ｂを回転させる回転軸１３５ａとを備えていてもよい。回転軸１３５ａは、プロセスチャンバ１３０、すなわち、本体１３２ａの中心部の底面を貫通するように上下方向に配置され、回転軸１３５ａの上部にはターンテーブル１３５ｂが連結される。回転軸１３５ａは、回転自在であり、且つ、上下方向に移動自在であるため、ターンテーブル１３５ｂの回転及び上下方向への移動を行うことができる。ターンテーブル１３５ｂは、所定の厚さを有するプレート状であり、プロセスチャンバ１３０内に配設される基板支持台１３７ｂの数、例えば４つの開口Ｈが形成されてもよい。開口Ｈは、基板支持台１３７ｂの直径よりも大きな直径を有するように形成されて、基板支持台１３７ｂが開口Ｈを介して上下方向に移動できるようにする。ターンテーブル１３５ｂには、開口Ｈの周縁部に沿ってターンテーブル１３５ｂの上面よりも低い段差を有する第２の段付部１３８ａが形成されてもよい。第２の段付部１３８ａは、基板支持台１３７ｂに形成される第１の段付部１３８ｂと同じ高さに形成されてもよい。ここでは、第２の段付部１３８ａが開口Ｈの周縁部に沿って連続的に形成されると述べているが、不連続的に、換言すれば、開口Ｈの周縁部に沿って部分的に突設される突起を形成して基板支持リング１３８を支持してもよい。
【００３６】
このような構成により、基板処理に際しては基板が基板支持台１３７ｂの上面に載置され、基板のローディング及びアンローディングのために基板をローディング領域Ｌ及びアンローディング領域ＵＬに搬送する場合には、基板がターンテーブル１３５ｂに載置されてもよい。このとき、ターンテーブル１３５ｂの開口Ｈは、基板支持台１３７ｂと基板の直径よりも大きな直径を有するように形成されるため、基板の搬送に際して該基板をターンテーブル１３５ｂの上に載置することができない。このため、基板支持台１３７ｂの周縁部とターンテーブル１３５ｂとに選択的に支持される基板支持リング１３８が配設されてもよい。基板支持リング１３８は、第１の段付部１３８ｂ又は突起と第２の段付部１３８ａとに亘って配設されてもよい。また、基板支持台１３７ｂの上面とターンテーブル１３５ｂの上面とを一致させた場合に、基板支持リング１３８の上面が、基板支持台１３７ｂ及びターンテーブル１３５ｂの上面と同じ面上に位置してもよい。このため、基板の処理のために回転軸１３７ａを上昇させると、基板は基板支持リング１３８と基板支持台１３７ｂの上に載置されて上昇し、基板の搬送のために回転軸１３７ａを下降させると、基板は基板支持リング１３８に支持された状態でターンテーブル１３５ｂに載置される。このとき、基板支持リング１３８は、基板の処理に際して該基板の全体に亘って温度を一定に維持するために、基板支持台１３７ｂと同一又は類似の熱伝導度を有する材料により形成されることが好ましい。
【００３７】
トランスファチャンバ１２０に配設される基板搬送ロボット２００は多関節構造に作製されて、比較的に狭いトランスファチャンバ１２０内において基板を安定的に搬送することができる。基板搬送ロボット２００は様々な形状に形成されてもよいが、ここでは、プロセスチャンバ１３０に未処理基板Ｗ１をローディングするローディングアーム２２０と、プロセスチャンバ１３０において処理が完了した処理済み基板Ｗ２をアンローディングするアンローディングアーム２３０とを備える基板搬送ロボット２００について説明する。
【００３８】
図３及び図４を参照すると、基板搬送ロボット２００は、回転力を供する駆動部（図示せず）と、駆動部に連結されて該駆動部の作動につれて基板搬送ロボット２００の胴体を回転させる回転軸２１０と、該回転軸２１０の上部に連結されるローディングアーム２２０と、該ローディングアーム２２０の下側に連結されるアンローディングアーム２３０及び回転軸２１０と、ローディングアーム２２０及びアンローディングアーム２３０の動作を制御する制御部（図示せず）とを備える。このとき、ローディングアーム２２０は、ロードロックチャンバ１１０に収容された未処理基板Ｗ１をプロセスチャンバ１３０にローディングする際に用いられる。これに対し、アンローディングアーム２３０は、プロセスチャンバ１３０において処理が完了した処理済み基板Ｗ２をロードロックチャンバ１１０にアンローディングする際に用いられる。ローディングアーム２２０は、一方の側が回転軸２１０の上部中央に回転自在に連結される第１のアーム２２２と、一方の側が第１のアーム２２２の他方の側に回転自在に連結される第２のアーム２２４と、一方の側が第２のアーム２２４の他方の側に回転自在に連結されるハンド部２２６とを備える。このとき、回転軸２１０と第１のアーム２２２との連結部位は第１のジョイント部ａと称し、第１のアーム２２２と第２のアーム２２４との連結部位は第２のジョイント部ｂと称し、第２のアーム２２４とハンド部２２６との連結部位は第３のジョイント部ｃと称する。各ジョイント部ａ、ｂ及びｃは、３６０°以下の範囲内においてそれぞれ回転可能に形成される。ローディングアーム２２０とアンローディングアーム２３０とは、同一の構造に形成されてもよい。また、ローディングアーム２２０は、アンローディングアーム２３０と同一の構造に形成されてもよいが、ローディングアーム２００の第１のアーム２２２が、アンローディングアーム２３０の第１のアーム２３２の端部の一方の側を介して回転軸２１０と連結されるところに相違点がある。
【００３９】
回転軸２１０は、駆動部の作動につれて、第１のアーム２２２、２３２、第２のアーム２２４、２３４及びハンド部２２６、２３６を回転させ、且つ、ｚ軸、すなわち上下方向に移動自在に形成される。
【００４０】
第１のアーム２２２、２３２と第２のアーム２２４、２３４とは、それぞれ連結部位を介して回転してその方向及び長さを調節することができる。このとき、第１のアーム２２２、２３２は、トランスファチャンバ１２０内において第１のジョイント部ａを基準として回転運動することにより、ｙ軸への直線運動を駆使し、第２のアーム２２４、２３４は、第２のジョイント部ｂを基準として回転運動することにより、ｘ軸への直線運動を駆使する。
【００４１】
また、ハンド部２２６、２３６は、先端部に形成されるブレード２２８、２３８を用いて基板を支持し、第３のジョイント部ｃを介して第２のアーム２２４、２３４の先端部と連結されて、第３のジョイント部ｃを基準として回転する。
【００４２】
さらに、ローディングアーム２２０とアンローディングアーム２３０とは、それぞれの第１のアーム２２２、２３２が第１のジョイント部ａを同心点として同一半径をもってそれぞれ別々に回転することができる。基板搬送ロボット２００は、基板のローディング又はアンローディングのために、基板をロードロックチャンバ１１０及びプロセスチャンバ１３０から搬出する又は搬入する際に、ローディングアーム２２０とアンローディングアーム２３０とのハンド部２２６、２３６が同一の方向を向くように平行に配置されてもよい。このため、ローディングアーム２２０とアンローディングアーム２３０とは、比較的に狭いトランスファチャンバ１２０内において基板の搬送を円滑に行うことができる。
【００４３】
駆動部は、ローディングアーム２２０及びアンローディングアーム２３０のそれぞれの回転軸２１０、第１のアーム２２２、２３２、第２のアーム２２４、２３４及びハンド部２２６、２３６を独立に回転させて直線運動を駆使する。駆動部は、トランスファチャンバ１２０の内部に設けられてもよく、また、トランスファチャンバ１２０の外部に設けられてもよい。
【００４４】
制御部は、駆動部、回転軸２１０、第１のアーム２２２、２３２、第２のアーム２２４、２３４及びハンド部２２６、２３６の動作を制御する。制御部は、所定のマニュアルに従って駆動部の作動を制御して、第１のアーム２２２、２３２、第２のアーム２２４、２３４及びハンド部２２６、２３６の回転方向を調節することにより、基板のローディング又はアンローディングを可能にする。
【００４５】
以下、上述した基板処理装置を用いて基板を搬送する方法について説明する。
【００４６】
図５（ａ）〜図５（ｃ）は、本発明の一実施形態に係る基板搬送方法を用いてロードロックチャンバから基板を搬出する過程を示す平面図であり、図６から図１２は、本発明の一実施形態に係る基板搬送方法を用いて、基板をローディング及びアンローディングする過程を示す平面図であり、図１３から図１５は、本発明の一実施形態によりプロセスチャンバ内において基板を処理する様々な方法を概念的に示す平面図である。
【００４７】
本発明の一実施形態に係る基板の搬送方法は、トランスファチャンバ１２０に配設される基板搬送ロボット２００のローディングアーム２２０を用いてロードロックチャンバ１１０から未処理基板Ｗ１を搬出する過程と、搬出された未処理基板Ｗ１をプロセスチャンバ１３０にローディングする過程と、基板の処理が完了すれば、アンローディングアーム２３０を用いて処理済み基板Ｗ２をアンローディングする過程と、処理済み基板Ｗ２をロードロックチャンバ１１０に搬入する過程とを含む。このとき、ロードロックチャンバ１１０から基板を搬出してプロセスチャンバ１３０にローディングする過程は、少なくともプロセスチャンバ１３０に配設される基板支持部１３７の数に見合う分だけ繰り返し行われてもよく、また、プロセスチャンバ１３０に未処理基板がローディングされてから次の未処理基板がローディングされる前にプロセスチャンバ１３０にローディングされた基板の処理が行われてもよい。また、処理済み基板Ｗ２をアンローディングする過程は、少なくともプロセスチャンバ１３０に配設される基板支持部１３７の数に見合う分だけ繰り返し行われてもよく、また、処理済み基板Ｗ２が最初にアンローディングされてからは、未処理基板Ｗ１のローディングと交互に繰り返し行われてもよい。以下の説明において、ハンド部２２６、２３６の前進は、基板の搬入若しくは搬出、又はローディング若しくはアンローディングのためにロードロックチャンバ１１０又はプロセスチャンバ１３０に進入する状態を意味する。また、ハンド部２２６、２３６の後退は、基板の搬入若しくは搬出、又はローディング若しくはアンローディングのためにロードロックチャンバ１１０又はプロセスチャンバ１３０から抜け出る状態を意味する。ハンド部２２６、２３６の前進又は後退は、第１のアーム２２２、２３２と第２のアーム２２４、２３４との重合度に応じて調節される。
【００４８】
まず、図５（ａ）〜図５（ｃ）を参照して、ロードロックチャンバ１１０から、処理するための未処理基板Ｗ１を搬出する過程について説明する。
【００４９】
基板搬送ロボット２００は、ローディングアーム２２０とアンローディングアーム２３０とのハンド部２２６、２３６を平行に配置した状態で、該ハンド部２２６、２３６のブレード２２８、２３８をロードロックチャンバ１１０に向くように配置（図５（ａ）を参照）する。このような状態をホームポジションと称する。
【００５０】
次に、ローディングアーム２２０のハンド部２２６をロードロックチャンバ１１０のうち未処理基板Ｗ１が収容される第１のロードロックチャンバ１１０ａの内部に前進（図５（ｂ）を参照）させて、ローディングアーム２２０のハンド部２２６の先端に配設されるブレード２２８の上に未処理基板Ｗ１を載置する。その後、ハンド部２２６を後退させて第１のロードロックチャンバ１１０ａに収容されている未処理基板Ｗ１をトランスファチャンバ１２０に搬出する。未処理基板Ｗ１がトランスファチャンバ１２０に搬出されれば、基板搬送ロボット２００の回転軸２１０を回転させてローディングアーム２２０とアンローディングアーム２３０とのハンド部２２６、２３６をプロセスチャンバ１３０に向くように配置（図５（ｃ）を参照）する。
【００５１】
次に、ロードロックチャンバ１１０から未処理基板Ｗ１が搬出されれば、該未処理基板Ｗ１が載置されているローディングアーム２２０のハンド部２２６をプロセスチャンバ１３０の内部に前進させて、未処理基板Ｗ１をローディング（図６を参照）する。このとき、プロセスチャンバ１３０から回転軸１３５ａと支持軸１３７ａとを下降させて、ターンテーブル１３５ｂと基板支持台１３７ｂとを下降させる。さらに、ターンテーブル１３５ｂが基板支持台１３７ｂよりも低い位置に配置されるようにして、基板支持台１３７ｂの上面からリフトピンを突出させる。その後、ローディングアーム２２０のハンド部２２６を前進させて未処理基板Ｗ１をローディング領域Ｌにおける基板支持台１３７ｂの上面から露出したリフトピンの上にローディングする。
【００５２】
未処理基板Ｗ１がローディングされれば、ローディングアーム２２０のハンド部２２６をプロセスチャンバ１３０から後退させた後、第１のゲート１３１ａを閉鎖する。また、支持軸１３７ａを上昇させて、未処理基板Ｗ１を基板支持台１３７ｂ及び基板支持リング１３８の上に載置した状態で、トップリッド１３２ｂの下方の基板処理空間に移動させる。
【００５３】
プロセスチャンバ１３０の内部にローディングされた基板が処理されれば、次の基板の処理のために、処理済みの基板を隣り合う基板支持台１３７ｂに移動させる。すなわち、ターンテーブル１３５ｂを上昇させて、基板支持台１３７ｂと基板支持リング１３８とにより支持されている基板を、基板支持リング１３８を介して開口Ｈの周縁部の第１の段付部１３８ｂに載置してターンテーブル１３５ｂに支持する。基板がターンテーブル１３５ｂに支持されれば、回転軸１３５ａを所定の角度、例えば９０°だけ回転させて隣り合う基板支持台１３７ｂの上面に移動させる。その後、回転軸１３５ａを下降させて、基板を基板支持リング１３８を介して基板支持台１３７ｂの上に載置する。
【００５４】
未処理基板Ｗ１が隣り合う基板支持台１３７ｂに移動されれば、未処理基板Ｗ１がローディング領域Ｌに配置されたガス噴射体から工程ガスを噴射して基板を処理する。
【００５５】
ここで、基板が隣り合う基板支持台１３７ｂに移動されれば、プロセスチャンバ１３０におけるローディング領域Ｌに配設された基板支持台１３７ｂは、次の未処理基板Ｗ１をローディングするための待ち状態となる。
【００５６】
次に、図５（ａ）〜図５（ｃ）に示す過程を繰り返し行って次の未処理基板Ｗ１を第１のロードロックチャンバ１１０ａから搬出し、プロセスチャンバ１３０へのローディング及び処理過程を繰り返し（図６から図８を参照）行う。これらの過程は、少なくともプロセスチャンバ１３０に配設される基板支持台１３７ｂの個数又は基板処理空間の数に見合う分だけ繰り返し行われる。これら一連の過程を経てローディング領域Ｌの基板支持台１３７ｂにローディングされた基板がアンローディング領域ＵＬの基板支持台１３７ｂに達すると、該基板の処理が完了する。このとき、第１のゲート１３１ａの閉鎖及びターンテーブル１３５ｂの回転は、第１のロードロックチャンバ１１０ａから未処理基板Ｗ１を搬出する過程と同時に行われる。基板の処理が行われる間に、基板搬送ロボット２００は第１のロードロックチャンバ１１０ａから未処理基板Ｗ１を搬出（図５（ｃ）を参照）してプロセスチャンバ１３０にローディングするために、ローディングアーム２２０のハンド部２２６に未処理基板Ｗ１を載置した状態で待つ。
【００５７】
基板の処理は、図１３に示すように、複数の基板処理空間のうちのいずれか一つの基板処理空間において、残りの基板処理空間とは異なる工程ガスを用いて行ってもよい。また、図１４に示すように、異なる２種類の工程ガスを用いた２種類の工程を交互に行ってもよい。この場合、ローディング領域Ｌとアンローディング領域ＵＬとにおいては、互いに異なる基板処理が行われる。また、図１５に示すように、複数の基板処理空間の全てにおいてそれぞれ異なる工程ガスを用いた基板処理が行われてもよい。また、少なくとも一つの基板処理空間においては、基板にプラズマ処理が行われてもよい。例えば、一つのプロセスチャンバ１３０内において行われる同一の工程ガスを用いた基板処理工程は、薄膜を蒸着する場合に、同一の薄膜を複数回に亘って段階的に蒸着する場合であってもよい。このとき、複数の基板処理空間のうちのいずれか一つ、例えばアンローディング領域ＵＬの基板処理空間において、薄膜蒸着の後にプラズマ処理を行ってもよい。プラズマ処理は、基板が載置される基板支持台１３７ｂとガス噴射体１４０とに電源電圧を印加して、基板処理空間にプラズマを形成することにより行われてもよい。また、プロセスチャンバ１３０の外部において工程ガスをプラズマ状態に励起し、ガス噴射体１４０を介して基板処理空間に供給してもよい。また、ガス噴射体１４０の内部において工程ガスをプラズマ状態に励起して、基板処理空間に供給してもよい。
【００５８】
また、異なる工程ガスを用いた２種類の工程は、異なる薄膜、例えば、酸化膜と窒化膜との積層構造を繰り返し蒸着する工程であってもよい。このとき、積層構造の層数に応じて、基板がアンローディング領域ＵＬの基板支持台１３７ｂに達した後にも、ターンテーブル１３５ｂを用いて基板を移動させながら、薄膜を繰り返し蒸着してもよい。
【００５９】
さらに、異なる４種類の薄膜をそれぞれの基板処理空間において蒸着してもよく、この場合も同様に、少なくとも一つの基板処理空間においては、基板のプラズマ処理が行われてもよい。
【００６０】
基板の処理は、ローディング領域Ｌの基板処理空間において開始されて、アンローディング領域ＵＬの基板処理空間において完了してもよい。このとき、基板処理空間の数よりも多い基板の処理が行われる場合にも、最終的な基板の処理は、アンローディング領域ＵＬの基板処理空間において完了し、その後、基板の搬出が行われるようにすることが好ましい。
【００６１】
このように、基板Ｗ１がアンローディング領域ＵＬに達して処理が完了すると、ターンテーブル１３５ｂと基板支持台１３７ｂとを下降させ、プロセスチャンバ１３０のアンローディング領域ＵＬに配設されたリフトピンを基板支持台１３７ｂの上面から突出させて、処理済み基板Ｗ２をリフトピンの上に支持する。
【００６２】
次に、アンローディング領域ＵＬに配設された第２のゲート１３１ｂを開放し、アンローディングアーム２３０のハンド部２３６をプロセスチャンバ１３０のアンローディング領域ＵＬに前進させて、処理済み基板Ｗ２をハンド部２３６のブレード２３８の上に載置（図９を参照）する。その後、ハンド部２３６を後退させてトランスファチャンバ１２０内にアンローディングする。処理済み基板Ｗ２がトランスファチャンバ１２０内にアンローディングされれば、第２のゲート１３１ｂを閉鎖し、ターンテーブル１３５ｂを回転させて、他の処理済み基板Ｗ２をアンローディング領域ＵＬに移動（図１０を参照）させる。
【００６３】
次に、第１のゲート１３１ａを開放し、ローディングアーム２２０をプロセスチャンバ１３０の内部に前進させてトランスファチャンバ１２０内に待っていた未処理基板Ｗ１をリフトピンの上にローディング（図１１を参照）する。
【００６４】
次に、ローディングアーム２２０のハンド部２２６を後退させた後に第１のゲート１３１ａを閉鎖し、ローディング領域Ｌにおいて未処理基板Ｗ１の処理を行う。これと同時に、基板搬送ロボット２００の回転軸２１０を回転させて、ローディングアーム２２０とアンローディングアーム２３０とのハンド部２２６、２３６をロードロックチャンバ１１０の前方に移動させる。
【００６５】
次に、第２のロードロックチャンバ１１０ｂのゲートを開放し、アンローディングアーム２３０のハンド部２３６を第２のロードロックチャンバ１１０ｂの内部に前進させて、処理済み基板Ｗ２を第２のロードロックチャンバ１１０ｂの内部に搬入（図１２を参照）する。
【００６６】
第２のロードロックチャンバ１１０ｂの内部に処理済み基板Ｗ２が搬入されれば、第２のロードロックチャンバ１１０ｂのゲートを閉鎖する。
【００６７】
また、一連の過程を繰り返し行って、プロセスチャンバ１３０において処理済み基板Ｗ２のアンローディングと未処理基板Ｗ１のローディングとを繰り返し行う。
【００６８】
上述したように、本発明の一実施形態に係る基板処理方法は、一つのプロセスチャンバ１３０内において複数の工程を行うことができ、基板の処理に要する時間を短縮することができる。また、基板搬送ロボット２００におけるローディングアーム２２０とアンローディングアーム２３０とが基板のローディングとアンローディングとをそれぞれ司ることにより、基板の搬送に要する時間を短縮することができる。なお、プロセスチャンバ１３０において処理される基板の枚数が増えたとしても、基板搬送ロボット２００を増やさなくても、基板を効果的に搬送することができる。
【００６９】
このように、本発明の詳細な説明においては、具体的な実施形態に関して説明したが、本発明の範囲から逸脱しない限度内において種々に変形可能である。よって、本発明の範囲は説明された実施形態に制限されて定められてはならず、後述する特許請求の範囲だけではなく、この請求範囲と均等なものにより定められるべきである。
【符号の説明】
【００７０】
１１０  ロードロックチャンバ
１２０  トランスファチャンバ
１３０  プロセスチャンバ
１３５  基板移動部
１３７  基板支持部
１４０  ガス噴射体
２００  基板搬送ロボット
【図３】
2015162677.tif 000003
【図４】
2015162677.tif 000004
【図１３】
2015162677.tif 000005
【図１４】
2015162677.tif 000006
【図１５】
2015162677.tif 000007
【図１】
2015162677.tif 000008
【図２】
2015162677.tif 000009
【図５】
2015162677.tif 000010
【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2015162677.tif 000015
【図１１】
2015162677.tif 000016
【図１２】
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