(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理体に対して所定の処理を行う複数の処理装置と、
前記複数の処理装置に共通に接続された共通搬送室と、
前記共通搬送室内を複数の部屋に区画するために開閉可能になされた区画用ゲートバルブと、
前記複数の各部屋に対応させて個別に設けられた真空ポンプと、
前記複数の各部屋に圧力差を形成すべく真空度の高い部屋に対応する真空ポンプの排気側を、真空度の低い部屋に対応する真空ポンプの吸気側に接続する配管系と、
を備えたことを特徴とする処理システム。
【請求項２】
前記複数の各部屋内には、前記被処理体を前記処理装置に対して搬送するための搬送手段が設けられることを特徴とする請求項１記載の処理システム。
【請求項３】
前記低真空側の部屋内には、この部屋の搬送手段と隣接する部屋の搬送手段とが共にアクセス可能な位置に、前記被処理体を一時的に保持するバッファ部が設けられることを特徴とする請求項２記載の処理システム。
【請求項４】
前記高真空側の部屋には、比較的に高真空状態で処理を行う処理装置が接続されると共に、前記低真空側の部屋には、比較的に低真空状態で処理を行う処理装置が接続されることを特徴とする請求項２または３記載の処理システム。
【請求項５】
前記区画用ゲートバルブは、前記共通搬送室内を複数の部屋に区画する区画壁の全体を構成することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の処理システム。
【請求項６】
前記区画用ゲートバルブは、前記共通搬送室内を複数の部屋に区画する区画壁の一部を構成することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の処理システム。
【請求項７】
前記真空ポンプの吸気側には、雰囲気中の水分子を冷却して付着させるための冷却部材が設けられることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の処理システム。
【請求項８】
前記低真空側の部屋には、真空引き可能になされたロードロック室が接続され、前記ロードロック室には、複数の被処理体を収容するカセットとの間で被処理体を搬送するための導入側搬送室が接続されることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の処理システム。
【請求項９】
前記真空度の低い部屋に対応する真空ポンプの排気側より延びる主排気管には主真空ポンプが介設されていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の処理システム。
【請求項１０】
被処理体に対して所定の処理を行う複数の処理装置と、
前記複数の処理装置に共通に接続された共通搬送室と、
前記共通搬送室内を複数の部屋に区画するために開閉可能になされた区画用ゲートバルブと、
前記複数の各部屋に対応させて個別に設けられた排気ポートと、
前記各排気ポートのそれぞれに個別に取り付けられた真空ポンプと、を有し、
前記排気ポートの内の一方の排気ポートに取り付けた前記真空ポンプの排気側を、前記他方の排気ポートに取り付けた前記真空ポンプの吸気側に接続し、
前記複数の各部屋内には、前記被処理体を前記処理装置に対して搬送するための搬送手段が設けられると共に、前記複数の部屋の内の一の部屋内には、この部屋の搬送手段と隣接する部屋の搬送手段とが共にアクセス可能な位置に、前記被処理体を一時的に保持するバッファ部が設けられることを特徴とする処理システム。
【請求項１１】
前記他方の排気ポートに取り付けた前記真空ポンプの排気側より延びる主排気管には主真空ポンプが介設されていることを特徴とする請求項１０記載の処理システム。
【請求項１２】
前記一方の排気ポートに対応する部屋の真空度は、前記他方の排気ポートに対応する部屋の真空度よりも高く設定されていることを特徴とする請求項１０又は１１記載の処理システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウエハ等の被処理体に所定の処理を施すための複数の処理装置を有する処理システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、半導体集積回路を製造するためにはウエハに対して成膜、エッチング、酸化、拡散等の各種の処理が行なわれる。そして、半導体集積回路の微細化及び高集積化によって、スループット及び歩留りを向上させるために、同一処理を行なう複数の処理装置、或いは異なる処理を行なう複数の処理装置を、共通の搬送室を介して相互に結合して、ウエハを大気に晒すことなく各種工程の連続処理を可能とした、いわゆるクラスタ化された処理システム装置が、例えば特開平３−１９２５２号公報、特開２０００−２０８５８９号公報や特開２０００−２９９３６７号公報等に開示されているように、すでに知られている。また、これに関連する発明として、本出願人は特願２００１−６０９６８を出願している。
【０００３】
図９はこのようなクラスタ化された従来の処理システムの一例を示す概略構成図である。図示するように、この処理システム２は、３つの処理装置４Ａ、４Ｂ、４Ｃと、第１の搬送室６と、予熱機構或いは冷却機構を兼ね備えた２つのロードロック室８Ａ、８Ｂと、第２の搬送室１０と２つのカセット収容室１２Ａ、１２Ｂを有している。上記３つの処理装置４Ａ〜４Ｃは上記第１の搬送室６に共通に連結され、上記２つのロードロック室８Ａ、８Ｂは、上記第１及び第２の搬送室６、１０間に並列に介在されている。また、上記２つのカセット収容室１２Ａ、１２Ｂは、上記第２の搬送室１０に連結されている。そして、各室間には気密に開閉可能になされたゲートバルブＧが介在されている。
【０００４】
そして、上記第１及び第２の搬送室６、１０内には、それぞれ屈伸及び旋回可能になされた多関節式の第１及び第２搬送アーム１４、１６が設けられており、これにより半導体ウエハＷを保持して搬送することにより、ウエハＷを移載する。また、第２の搬送室１０内には、回転台１８と光学センサ２０よりなる位置合わせ機構２２が設けられており、カセット収容室１２Ａ或いは１２Ｂより取り込んだウエハＷを回転してこのオリエンテーションフラットやノッチを検出してその位置合わせを行なうようになっている。
【０００５】
半導体ウエハＷの処理に関しては、まず、Ｎ2 雰囲気の大気圧に維持されている第２の搬送室１０内の第２の搬送アーム１６により、いずれか一方のカセット収容室、例えば１２Ａ内のカセットＣから未処理の半導体ウエハＷを取り出し、これを第２の搬送室１０内の位置合わせ機構２２の回転台１８に載置する。そして、回転台１８が回転して位置出しを行なっている間、この搬送アーム１６は動かずに待機している。この位置合わせ操作に要する時間は、例えば１０〜２０秒程度である。そして、位置合わせ操作が終了すると、この待機していた搬送アーム１６は再度、この位置合わせ後のウエハＷを保持し、これをいずれか一方のロードロック室、例えば８Ａ内に収容する。このロードロック室８Ａ内では、必要に応じてウエハを予熱すると同時に、ロードロック室８Ａ内は所定の圧力に真空引きされる。この予熱或いは真空引きに要する時間は例えば３０〜４０秒程度である。
【０００６】
このように予熱操作が終了したならば、このロードロック室８Ａ内と予め真空状態になされている第１の搬送室６内とをゲートバルブＧを開いて連通し、予熱されたウエハＷを第１の搬送アーム１４で把持し、これを所定の処理装置、例えば４Ａ内に移載して所定の処理、例えば金属膜や絶縁膜などの成膜処理を行なう。この時の処理に要する時間は、例えば６０〜９０秒程度である。
処理済みの半導体ウエハＷは、前述した逆の経路を通り、例えばカセット収容室１２Ａの元のカセットＣ内に収容される。この処理済みのウエハＷを戻すときの経路では、例えば他方のロードロック室８Ｂを用い、ここで所定の温度までウエハＷを冷却して搬送する。この冷却に要する時間及び大気圧に復帰するに要する時間は３０〜４０秒程度である。また、処理済みのウエハＷをカセットＣ内に収容する前には、必要に応じて位置合わせ機構２２により位置合わせを行なう場合もある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、半導体ウエハ処理の高微細化、高集積化、薄膜化及び多層化の傾向が進むに従って、集積回路の機能の多様化の要請も多くなってきた。
例えば施すべき処理の中には、プラズマを用いた処理のように比較的高真空状態で処理を実施するプロセスや、逆に、半導体ウエハ表面の酸化膜を還元するようなプリクリーニング処理のようにそれ程真空度が高くない状態で処理を実施するプロセスも存在する。
このように、真空下ではあってもプロセス圧力がかなり異なるような処理を行う処理装置を、図９に示すように同じ圧力雰囲気下の搬送室６に共通に接続しておくと、この共通搬送室６と上記プロセス圧力の異なる処理装置との間で半導体ウエハの搬出入を行う際に、各室の圧力調整にかなり手間取ってしまう、という不都合が生ずる場合があった。
本発明は、以上のような問題点に着目し、これを有効に解決すべく創案されたものである。本発明の目的は、共通搬送室内を複数の部屋に区画して各部屋の真空度を簡単な構成で異ならせることが可能な処理システムを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に規定する発明は、被処理体に対して所定の処理を行う複数の処理装置と、前記複数の処理装置に共通に接続された共通搬送室と、前記共通搬送室内を複数の部屋に区画するために開閉可能になされた区画用ゲートバルブと、前記複数の各部屋に対応させて個別に設けられた真空ポンプと、前記複数の各部屋に圧力差を形成すべく真空度の高い部屋に対応する真空ポンプの排気側を、真空度の低い部屋に対応する真空ポンプの吸気側に接続する配管系と、を備えたことを特徴とする処理システムである。
このように、共通搬送室内を複数の部屋に区画して真空度を高くすべき部屋の真空ポンプの排気側を、真空度を低くすべき部屋の真空ポンプの吸気側に接続するようにしたので、システム全体の構造をそれ程複雑化させることなく簡単な構成で、真空度の異なる部屋を複数形成することが可能となる。従って、プロセス圧力がそれぞれの真空度に対応しているような処理装置を各部屋に接続することにより、圧力調整に要する時間をより少なくすることが可能となる。
【０００９】
この場合、例えば請求項２に規定するように、前記複数の各部屋内には、前記被処理体を前記処理装置に対して搬送するための搬送手段が設けられる。
また、例えば請求項３に規定するように、前記低真空側の部屋内には、この部屋の搬送手段と隣接する部屋の搬送手段とが共にアクセス可能な位置に、前記被処理体を一時的に保持するバッファ部が設けられる。
また、例えば請求項４に規定するように、前記高真空側の部屋には、比較的に高真空状態で処理を行う処理装置が接続されると共に、前記低真空側の部屋には、比較的に低真空状態で処理を行う処理装置が接続される。
【００１０】
この場合、例えば請求項５に規定するように、前記区画用ゲートバルブは、前記共通搬送室内を複数の部屋に区画する区画壁の全体を構成する。
或いは、例えば請求項６に規定するように、前記区画用ゲートバルブは、前記共通搬送室内を複数の部屋に区画する区画壁の一部を構成する。
【００１１】
また、例えば請求項７に規定するように、前記真空ポンプの吸気側には、雰囲気中の水分子を冷却して付着させるための冷却部材が設けられる。
これによれば、冷却部材により雰囲気中の水分子を冷却して吸着することができるので、より迅速に所定の真空度まで真空引きすることが可能となる。
また、例えば請求項８に規定するように、前記低真空側の部屋には、真空引き可能になされたロードロック室が接続され、前記ロードロック室には、複数の被処理体を収容するカセットとの間で被処理体を搬送するための導入側搬送室が接続される。
また、例えば請求項９に規定するように、前記真空度の低い部屋に対応する真空ポンプの排気側より延びる主排気管には主真空ポンプが介設されている。
また、請求項１０に規定する発明は、被処理体に対して所定の処理を行う複数の処理装置と、前記複数の処理装置に共通に接続された共通搬送室と、前記共通搬送室内を複数の部屋に区画するために開閉可能になされた区画用ゲートバルブと、前記複数の各部屋に対応させて個別に設けられた排気ポートと、前記各排気ポートのそれぞれに個別に取り付けられた真空ポンプと、を有し、前記排気ポートの内の一方の排気ポートに取り付けた前記真空ポンプの排気側を、前記他方の排気ポートに取り付けた前記真空ポンプの吸気側に接続し、前記複数の各部屋内には、前記被処理体を前記処理装置に対して搬送するための搬送手段が設けられると共に、前記複数の部屋の内の一の部屋内には、この部屋の搬送手段と隣接する部屋の搬送手段とが共にアクセス可能な位置に、前記被処理体を一時的に保持するバッファ部が設けられることを特徴とする処理システムである。
この場合、例えば請求項１１に規定するように、前記他方の排気ポートに取り付けた前記真空ポンプの排気側より延びる主排気管には主真空ポンプが介設されている。
また、例えば請求項１２に規定するように、前記一方の排気ポートに対応する部屋の真空度は、前記他方の排気ポートに対応する部屋の真空度よりも高く設定されている。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係る処理システムの一実施例を添付図面に基づいて詳述する。
図１は本発明に係る処理システムの一例を示す概略平面図、図２は図１中の処理システムの部分縦断面拡大図、図３はバッファ部を示す拡大斜視図、図４は真空ポンプの吸気側に設けられる冷却部材を示す概略構成図、図５は予熱機構と冷却機構を有するロードロック室を示す構成図、図６はロードロック室の基板保持リングを示す平面図である。
図示するように、この処理システム３０は、複数、例えば６つの処理装置３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃ、３２Ｄ、３２Ｅ、３２Ｆと、細長い多角形状の共通搬送室３４とを主に有しており、この共通搬送室３４には２つの第１及び第２のロードロック室３６Ａ、３６Ｂが接続され、更に、このロードロック室３６Ａ、３６Ｂには細長い導入側搬送室３８が接続されている。
【００１３】
具体的には、上記共通搬送室３４は、その対向する一対の一辺のみが、他の辺よりも長くなされて、多角形状、ここでは扁平な六角形状になっている。そして、この扁平六角形状の共通搬送室３４の４辺に集中させてその各辺に上記各処理装置３２Ａ〜３２Ｆが接合され、他側の２つの辺に、上記第１及び第２のロードロック室３６Ａ、３６Ｂがそれぞれ接合される。そして、この第１及び第２のロードロック室３６Ａ、３６Ｂに、上記導入側搬送室３８が共通に接続される。
上記共通搬送室３４と上記６つの各処理装置３２Ａ〜３２Ｆとの間及び上記共通搬送室３４と上記第１及び第２のロードロック室３６Ａ、３６Ｂとの間は、それぞれ気密に開閉可能になされたゲートバルブＧ１〜Ｇ４、Ｇ２０、Ｇ２１及びＧ５、Ｇ６が介在して接合されて、クラスタツール化されており、必要に応じて共通搬送室３４内と連通可能になされている。また、上記第１及び第２の各ロードロック室３６Ａ、３６Ｂと上記導入側搬送室３８との間にも、それぞれ気密に開閉可能になされたゲートバルブＧ７、Ｇ８が介在されている。
【００１４】
上記６つの処理装置３２Ａ〜３２Ｆでは、被処理体である半導体ウエハＷに対して同種の、或いは異種の処理を施すようになっている。そして、この共通搬送室３４内の一側においては、上記２つの各ロードロック室３６Ａ、３６Ｂ及び２つの処理装置３２Ｅ、３２Ｆにアクセスできる位置に、屈伸、昇降及び旋回可能になされた多関節アームよりなる第１の搬送手段４０が設けられており、これは、互いに反対方向へ独立して屈伸できる２つのピック４０Ａ、４０Ｂを有しており、一度に２枚のウエハを取り扱うことができるようになっている。
また、この共通搬送室４０内の反対側には、上記４つの処理装置３２Ａ〜３２Ｄにアクセスできる位置に、同じく屈伸、昇降及び旋回可能になされた多関節アームよりなる第２の搬送手段４２が設けられており、これは互いに反対方向へ独立して屈伸できる２つのピック４２Ａ、４２Ｂを有しており、一度に２枚のウエハを取り扱うことができるようになっている。尚、上記第１及び第２の搬送手段４０、４２として１つのみのピックを有しているものも用いることができる。
【００１５】
そして、この扁平六角形状の共通搬送室３４内には、その長さ方向を複数、ここでは２分割すべく図１中において横方向に沿った区画壁４４が設けられており、この共通搬送室３４内を第１の部屋４６と第２の部屋４８とに分離区画している。ここで、上記第１の部屋４６内には第１の搬送手段４０が位置され、上記第２の部屋４８内には第２の搬送手段４２が位置されている。後述するように、上記第１及び第２の部屋４６、４８内の真空度は異ならせており、第２の部屋４８の真空度の方が高くなるように設定される。
そして、上記区画壁４４には、開閉可能になされた左右２つの区画用ゲートバルブＧ３０、Ｇ３１が取り付けられており、これらの２つのゲートバルブＧ３０、Ｇ３１を開くことにより、上記第１及び第２の部屋４６、４８を互いに連通すると共にウエハＷを互いに搬出入できるようになっている。
【００１６】
そして、上記第１の部屋４６内であって上記２つの第１及び第２の搬送手段４０、４２の搬送範囲が重なる範囲内（アクセス可能な範囲内）、具体的には上記第１及び第２の搬送手段４０、４２の略中間位置に、このウエハＷを一時的に保持するための２つのバッファ部５０、５２が設けられている。
ここでは、上記２つの各バッファ部５０、５２は、全く同じように構成されているので、ここでは一方のバッファ部、例えばバッファ部５０を例にとって説明する。図２及び図３にも示すように、このバッファ部５０には、アクチュエータ５４の駆動軸５６の先端に設けた回転台５８が配置されており、この回転台５８の上面に、図示例では３つの突起５８Ａを設けて、この突起５８ＡでウエハＷの裏面を支持するようになっている。この駆動軸５８Ａは、昇降移動及び旋回可能になされており、ウエハＷの方向変換を行い得るようになっている。
【００１７】
そして、図２にも示すように、第１及び第２の各部屋４６、４８の底部には、それぞれ例えばＮ2 ガス等の不活性ガスや清浄空気を制御可能に導入するためのガス導入系６０、６２を接続したガス導入ポート６０Ａ、６２Ａが設けられると共に、各部屋４６、４８内の雰囲気を排気する排気ポート６４、６６が設けられる。図示例ではガス導入系６０、６２よりそれぞれＮ2 ガスを導入する場合を示している。
そして、上記各排気ポート６４、６６には、それぞれ例えばターボ分子ポンプ等よりなる高真空度まで真空引き可能な真空ポンプ６８、７０が長さの短い接合管７２、７４を介して取り付け固定されている。
【００１８】
ここで、本発明の特徴的な構成として、真空度の高い部屋に対応する真空ポンプの排気側を、真空度の低い部屋に対応する真空ポンプの吸気側に接続する配管系７６が設けられている。具体的には、ここでは第１の部屋４６よりも第２の部屋４８の真空度を高くして使用することから、上記第２の部屋４８に設けた真空ポンプ７０の排気側より延びる排気管である配管系７６を、他方の第１の部屋４６に設けた真空ポンプ６８の吸気側に位置する接合管７２の側部に合流するよう接続している。そして、この真空ポンプ６８の排気側より延びる主排気管７８には、例えばドライポンプ等の主真空ポンプ８０を介設しており、この主真空ポンプ８０で、上記第１及び第２の部屋４６、４８内の雰囲気を共に真空引きできるようになっている。
【００１９】
また、図２に示すように上記各真空ポンプ６８、７０の吸気側に位置する接合管７２、７４内には、この中を通る雰囲気中より水分子を冷却して吸着するための冷却部材８２、８４がそれぞれ設けられている。ここで、両冷却部材８２、８４は、全く同様に構成されているので、ここでは一方の冷却部材８２を例にとって説明する。
図４に示すように、この冷却部材８２は、接合管７２の内側に同心円状に配置された、例えばステンレスよりなる円筒状の冷却筒８２Ａを有しており、この冷却筒８２Ａに接合管７２の外側に配置した冷却ポンプ８６を接合して、これより上記冷却筒８２Ａに冷熱を供給し、この冷却筒８２Ａを例えば−１０℃〜−２０℃程度まで冷却し得るようになっている。
【００２０】
次に、図５及び図６を参照してロードロック室３６Ａ、３６Ｂについて説明する。このロードロック室３６Ａ、３６Ｂは特開２０００−２０８５８９号公報に開示されたものと略同様な構造を有しており、また、両ロードロック室３６Ａ、３６Ｂは同様な構造となっているので、ここでは一方のロードロック室、例えば３６Ａを例にとって説明する。
このロードロック室３６Ａは、ウエハを予備加熱する予熱機能と、処理済みの加熱状態のウエハを冷却する冷却機能とを併せもっている。具体的には、この第１のロードロック室３６Ａの容器本体９０内には、ウエハＷの載置台を兼ねた円形の冷却プレート９２が配置されており、この冷却プレート９２内には、所定の温度の冷媒を、例えば循環可能に流すように冷媒循環路９６が形成されている。
【００２１】
また、このロードロック室３６Ａの上部には、例えば石英よりなる透過窓９６がＯリング等のシール部材９８を介して気密に取り付けられている。更に、この透過窓９６の上方には、ケーシング１００内に取り付けて加熱ランプ１０２が配置されており、必要に応じてウエハＷを加熱し得るようになっている。
また、この容器本体９０内には、ウエハＷを保持することが可能なリング状の基板保持リング１０４が配置されており、この基板保持リング１０４は容器本体底部を伸縮可能なベローズ１０６により気密に貫通して設けられた昇降ロッド１０７の先端に取り付けられて、昇降可能になされている。この基板保持リング１０４は図５にも示すようにその直径が上記冷却プレート９２よりも少し大きく設定されると共に、その内側に突出させて略等間隔で複数、ここでは３つの保持ピン１０８を設けており、この保持ピン１０８でウエハＷの周縁部を支持できるようになっている。
【００２２】
そして、この保持ピン１０８の内周端よりも更に僅かな間隔だけ内側に上記冷却プレート９２の外周が位置するように設定されており、従って、この基板保持リング１０４は上記冷却プレート９２を通過して上下方向へ昇降できるようになっており、冷却プレート９２との間でウエハＷの受け渡しをできるようになっている。そして、この容器本体９０には、内部にＮ2 ガス等の不活性ガスを必要に応じて供給するガス供給系１１０と、内部雰囲気を必要に応じて真空引きする真空排気系１１２とが接続されている。尚、このロードロック室３６Ａ、３６Ｂに上記した冷却機構や加熱機構を持たせないで、単にウエハを一時的に保持して圧力調整後に、次段へパスさせるだけの機能を持たせるようにしてもよい。
【００２３】
次に、図１に戻って導入側搬送室３８について説明する。
上記共通搬送室３８は、Ｎ2 ガスの不活性ガスや清浄空気が循環される横長の箱体により形成されており、この横長の一側には、１つ乃至複数の、図示例ではカセット容器を載置する３台のカセット台１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃが設けられ、ここにそれぞれ１つずつカセット１２２Ａ〜１２２Ｃを載置できるようになっている。各カセット１２２Ａ〜１２２Ｃには、最大例えば２５枚のウエハＷを等ピッチで多段に載置して収容できるようになっており、内部は例えばＮ2 ガス雰囲気で満たされた密閉構造となっている。尚、密閉構造ではなく、大気開放されているカセットも用いることができる。そして、導入側搬送室３８内へは、各カセット台１２０Ａ〜１２０Ｃに対応させて設けたゲートバルブＧ１０、Ｇ１１、Ｇ１２を介してウエハを搬出入可能になされている。
【００２４】
この導入側搬送室３８内には、ウエハＷをその長手方向に沿って搬送するための導入側搬送手段１２４が設けられる。この導入側搬送手段１２４は、導入側搬送室３８内の中心部を長手方向に沿って延びるように設けた案内レール１２６上にスライド移動可能に支持されている。この案内レール１２６には、移動機構として例えばリニアモータが内蔵されており、このリニアモータを駆動することにより上記導入側搬送手段１２４は案内レール１２６に沿ってＸ方向へ移動することになる。
また、導入側搬送室３８の一端には、ウエハの位置合わせを行なう位置合わせ装置としてのオリエンタ１２８が設けられ、更に、導入側搬送室３８の長手方向の途中には、前記２つのロードロック室３６Ａ、３６Ｂがそれぞれ開閉可能になされたゲートバルブＧ７、Ｇ８を介して設けられる。
【００２５】
上記オリエンタ１２８は、駆動モータ（図示せず）によって回転される回転台１３０を有しており、この上にウエハＷを載置した状態で回転するようになっている。この回転台１３０の外周には、ウエハＷの周縁部を検出するための光学センサ１３２が設けられ、これによりウエハＷのノッチやオリエンテーションフラットの位置方向や位置ずれを検出できるようになっている。
また、上記導入側搬送手段１２４は、上下２段に配置された多関節形状になされた２つの搬送アーム１３４、１３６を有している。この各搬送アーム１３４、１３６の先端にはそれぞれ２股状になされたピック１３４Ａ、１３６Ａを取り付けており、このピック１３４Ａ、１３６Ａ上にそれぞれウエハＷを直接的に保持するようになっている。従って、各搬送アーム１３４、１３６は、この中心より半径方向へ向かうＲ方向へ屈伸自在になされており、また、各搬送アーム１３４、１３６の屈伸動作は個別に制御可能になされている。
上記搬送アーム１３４、１３６の各回転軸は、それぞれ基台１３８に対して同軸状に回転可能に連結されており、例えば基台１３８に対する旋回方向であるθ方向へ一体的に回転できるようになっている。更に、この各回転軸は、基台１３８を中心として、上下方向へ、すなわちＺ方向へも例えば一体的に移動可能になっている。
【００２６】
次に、以上のような処理システム３０を用いて行なわれる処理について説明する。
まず、３つのカセット台１２０Ａ〜１２０Ｃの内のいずれか１つのカセット台、例えばカセット台１２０Ｃ上のカセット容器１２２Ｃ内から未処理の半導体ウエハＷを、導入側搬送手段１２４のいずれか一方の搬送アーム、例えば１３４を駆動することによってこのピック１３４Ａで取り上げて保持し、この導入側搬送手段１２４をＸ方向へ移動することによってこのウエハＷをオリエンタ１２８まで搬送する。
【００２７】
次に、すでに先に搬送されてオリエンタ１２８にて位置合わせされている回転台１３０上の未処理の半導体ウエハＷを、空状態の他方の搬送アーム１３６を駆動することによってこのピック１３６Ａで取り上げて保持し、これによって回転台１３０上を空にする。
次に、搬送アーム１３４のピック１３４Ａに保持していた未処理のウエハを、先に空状態になった回転台１３０上に載置する。尚、このウエハは次に別の未処理のウエハが搬送されてくるまでに位置合わせされることになる。
次に、上述のように他方の搬送アーム１３６で保持された未処理のウエハは、導入側搬送手段１２４をＸ方向へ移動させることにより、２つのロードロック室３６Ａ、３６Ｂの内のいずれか一方のロードロック室、例えば３６Ａまで移動される。
【００２８】
このロードロック室３６Ａ内の基板保持リング１０４上には、すでに処理装置内にて所定の処理、例えば成膜処理やエッチング処理等が施された処理済みのウエハが載置されて十分に冷却されて待機しており、ここでゲートバルブＧ７を開くことによってすでに圧力調整されているロードロック室３６Ａ内を開放する。そして、まず、空状態の搬送アーム１３４を駆動してこのピック１３４Ａで基板保持リング１０４上に待機している処理済みのウエハＷを取り上げて保持する。これにより、基板保持リング１０４上は空になるので、他方の搬送アーム１３６を駆動してこのピック１３６Ａに保持していた未処理のウエハＷを基板保持リング１０４上に移載してウエハを置き替える。尚、上記処理済みのウエハは導入側搬送手段１２４により元のカセットへ戻される。
【００２９】
このように、基板保持リング１０４上へ載置されたウエハＷは、ゲートバルブＧ７を閉じることによってこのロードロック室３６Ａ内を密閉した後に、所定の温度まで昇温されて所定の時間だけ予備加熱（予熱）されてデガス処理が行われる。ここで図５及び図６を参照してロードロック室３６Ａ、３６Ｂ内における、冷却処理と予熱処理の方法について説明する。
図５及び図６に示すように、半導体ウエハＷを冷却する場合には、この基板保持リング１０４が下降し、容器本体９０内の冷却プレート９２上に高温のウエハＷを載置した状態で冷媒循環路９６内に冷却用の熱媒体を流し、これにより冷却プレート９２上のウエハを冷却することができる。尚、この冷却は、各処理装置３２Ａ〜３２Ｆにてウエハが処理されて戻す時に行う。
【００３０】
また、半導体ウエハＷを予熱する場合には、上記基板保持リング１０４を上昇移動させることによって、このウエハＷを天井部の加熱ランプ１０２へ近付ける。この時の状態は図５に示されている。そして、この状態で加熱ランプ１０２を点灯することにより、ウエハＷを所定の温度まで急速に昇温してこれを予備加熱（デガス処理）することができる。このデガス処理時には、真空排気系１１２を駆動してロードロック室３６Ａ内を真空引きし、ウエハ面から排出されるガスを系外へ真空引きする。尚、このロードロック室３６Ａ、３６Ｂ内に予熱機構と冷却機構も設けていない場合には、ここで上記した予熱及び後述する冷却を行わないのは勿論である。
【００３１】
このようにして、所定の時間だけデガス処理されたならば、このロードロック室３６Ａ内を圧力調整した後、ゲートバルブＧ５を開放することにより、予め真空雰囲気になされている共通搬送室３４の第１の部屋４６と連通する。そして、上記デガス処理がなされたウエハＷは、第１の部屋４６内の第１の搬送手段４０によって受け取られる。この際、この第１の搬送手段４０は２つのピック４０Ａ、４０Ｂを有しているので、処理済みのウエハを保持している場合には、この処理済みのウエハと上記デガス処理が完了したウエハとの置き替えが行われる。
このように、デガス処理が完了したウエハＷは、ここで２つの処理装置３２Ｅ、３２Ｆのいずれか一方、例えば処理装置３２Ｅ内に搬入され、ここで所定の処理、例えばＨ2 ガスの存在下においてプラズマを立てるなどしてウエハ表面のＣｕ膜の還元処理（プリクリーン処理とも称す）等を行う。尚、このプリクリーン処理のプロセス圧力は、例えば２．６６〜１３．３Ｐａ程度である。
【００３２】
このように、プリクリーン処理が完了したウエハＷは、次に、２つのバッファ部５０、５２の内の、空いている方のいずれか一方のバッファ部、例えばバッファ部５０に一時的に載置される。その後、必要に応じて回転台５８を回転させてウエハを所定の向きに合わせる。このように、一方のバッファ部５０上にウエハＷを一時的に載置したならば、次に、このバッファ部５０に対応する区画用ゲートバルブＧ３０を開くことにより、第１及び第２の部屋４６、４８間を連通し、第２の部屋４８内の第２の搬送手段４２を用いてこのプリクリーン処理済みのウエハＷを第２の部屋４８内に取り込む。
更に、この第２の搬送手段４２を駆動して、このウエハＷを所定の処理装置、例えば３２Ａ内へ移載し、所定の処理、例えばプラズマを用いた、いわゆるＰＶＤ処理により、Ｔａ膜及びＴａＮ膜等の成膜処理を行なう。以後は、１つのウエハに対して複数の処理を行なう場合には、この第２の搬送手段４２を用いてウエハは各処理装置３２Ｂ〜３２Ｄ間で移載される。例えば、次に、処理装置３２Ｂ内にてプラズマを用いたＰＶＤ処理により、Ｃｕ膜等の成膜処理を行う。この場合、第２の部屋４８の圧力は第１の部屋４６の圧力よりも少し低く設定されている。すなわち、真空度は高くなっている。また、第２の部屋４８の真空度を高くしているので、第２の部屋４８と各処理室３２Ａ〜３２Ｄの間のゲートバルブを開けて連通した際、第２の部屋４８から各処理室３２Ａ〜３２Ｄに入り込む不純物を減らし、ＰＶＤ処理における不純物濃度を低く抑えている。
【００３３】
このようにして、必要な処理が全て終了したならば、前述したと逆の経路を戻ってウエハＷを搬出させる。処理が完了したウエハＷは、処理内容にもよるが、例えば６００℃程度の高温状態になっているので、第２の搬送手段４２を用いて、開いている区画用ゲートバルブＧ３０或いはＧ３１を介して一方のバッファ部５０或いは５２へ移載され、更に、このウエハＷは第１の搬送手段４０により取り出されて、第１と第２のロードロック室３６Ａ、３６Ｂのいずれか一方の空いているロードロック室内へ搬入されてここで前述したように完全に冷却される。
そして、ロードロック室３６Ａ、或いは３６Ｂ内で完全に冷却されたウエハＷは、導入側搬送室３８内の導入側搬送手段１２４によって元のカセットに戻されることになる。
【００３４】
さて、上述したようなウエハＷの一連の搬送工程が行われている間、上記共通搬送室３４内は継続的に真空引きされて所定の真空度に維持されることになる。具体的には、図２に示すように、第１及び第２の各部屋４６、４８に対応させて設けた各真空ポンプ６８、７０及び主真空ポンプ８０をそれぞれ駆動することにより、各部屋４６、４８内の雰囲気は真空排気されることになる。
ここで、第２の部屋４８に設けた真空ポンプ７０から延びる排気管７６は、他方の第１の部屋４６に設けた真空ポンプ６８の吸気側に接続されている。従って、第２の部屋４８内は、第１の部屋４６内の圧力をベースにして真空引きされて、いわゆる２段で真空引きされることになるので、第１の部屋４６の真空度よりも第２の部屋４８の真空度が高い状態で両部屋４６、４８内を真空引きすることができる。すなわち、上述のように、第２の部屋４８側を２段で真空引きできるので、より効率的な真空引きが可能となり、この真空度を高くすることができる。
【００３５】
この場合、到達することができる真空度は、その真空排気系のガス負荷と、各真空ポンプの排気能力に依存するが、本実施例の場合には、第１の部屋４６の到達圧力が１３３×１０-6Ｐａ（１×１０-6Ｔｏｒｒ）程度であるのに対して、第２の部屋４８の到達圧力は１３３×１０-8Ｐａ（１×１０-8Ｔｏｒｒ）程度まで真空引きすることができ、第１の部屋４６と比較してより高い真空度に到達させることができた。
更に、ここで両真空ポンプ６８、７０の吸気側には、−１０℃〜−２０℃程度にまで冷却されている冷却部材８２、８４を設けるようにしているので、雰囲気中の水分子がこれらの冷却部材８２、８４と接触することにより冷却されてトラップされるので、その分、水分子による分圧成分が減少するので、全体の真空度を更に高くすることが可能となる。
【００３６】
そして、第１の部屋４６には、Ｈ2 ガス雰囲気下にてプラズマを立ててプリクリーン処理等を行う比較的プロセス圧力が高い処理を行う処理装置３２Ｅ、３２Ｆを接続し、これに対して、第２の部屋４８には、プラズマを用いた成膜処理、すなわちＰＶＤ処理等の比較的プロセス圧力が低い、すなわち真空度が高い処理を行う処理装置３２Ａ〜３２Ｄを接続したので、ウエハ移載時に第１及び第２の部屋４６、４８がそれぞれ対応する処理装置との間で圧力調整する際、この圧力調整に要する時間をより短くすることが可能となる。
また、第１の部屋４６と第２の部屋４８との間を区画する区画用ゲートバルブＧ３０、Ｇ３１を開いた時には、両部屋４６、４８は連通されて同じ圧力となるが、第２の部屋４８内は前述したように２段に真空引きされるので、この第２の部屋４８内を迅速に且つ効率的に所定の真空度高い圧力雰囲気まで真空引きすることが可能となる。
【００３７】
また、ウエハ受け渡しのためのバッファ部５０、５２も２つ設けているので、ウエハ受け渡しの速度も向上させることが可能となる。
更に、共通搬送室３４内を区画して、複数の部屋４６、４８を形成し、区画用ゲートバルブＧ３０、Ｇ３１で連通可能としたので、両部屋４６、４８間の雰囲気の流出入を極力抑制して、クロスコンタミネーションの発生も抑制することが可能となる。
また、図１に示す装置例では、共通搬送室３４内を２つに区分するために、横方向に区画壁４４を設け、これに開閉可能になされた２つの区画用ゲートバルブＧ３０、Ｇ３１を設けるようにしたが、これに限定されず、これらに代えて横方向に長い１つの区画用ゲートバルブを設けるようにしてもよい。
図７はこのような本発明の変形例の処理システムを示す概略平面図である。ここでは、図１に示す区画壁４４及び２つの区画用ゲートバルブＧ３０、Ｇ３１に代えて、横に長くなった長尺の区画用ゲートバルブＧ４０を、共通搬送室３４の横方向にに掛け渡すようにして設けており、この共通搬送室３４内を第１と第２の部屋４６、４８に２つに区画している。
【００３８】
これによれば、１つの長尺の区画用ゲートバルブＧ４０を設けるだけで、共通搬送室３４内を２つの部屋４６、４８に区画することが可能となる。
また更に、図１に示す装置例では、共通搬送室内を２つに区分するために区画壁４４と２つの区画用ゲートバルブＧ３０、Ｇ３１を設けたが、一方の区画用ゲートバルブの側に、別途区画された別の区画室を設けるようにしてもよい。
図８はこのような本発明の他の変形例の処理システムを示す概略構成図である。ここでは、２つの区画用ゲートバルブＧ３０、Ｇ３１の内の一方のゲートバルブ、例えばＧ３０に対応するバッファ部５０を密閉状態で区画するようにして区画壁１２２を設けており、このバッファ部５０内を密閉空間としている。この場合、この密閉空間へは、ゲートバルブ３０を介して第２の部屋４８側からしかアクセスすることができない。そして、このバッファ部５０内に例えば加熱ヒータ等の加熱手段を備えたウエハテーブル１２４を設け、これによりウエハＷを予備加熱して、例えばデガス処理等を行うようになっている。この場合には、この密閉されたバッファ部５０内には、ガス供給系１２６やガス排気系１２８も接続する。このような構成では、他方のバッファ部５２及び区画用ゲートバルブＧ３１を介して第１及び第２の部屋４６、４８間にウエハＷを搬出入させることになる。
【００３９】
これによれば、共通搬送室３４内に設けた密閉空間のバッファ部５０内で、ウエハに対してデガス処理等を施すことが可能となる。
尚、上記実施例における第１及び第２の部屋４６、４８の各圧力は、単に一例を示したに過ぎず、前述した数値例に限定されないのは勿論である。
また、各処理装置３２Ａ〜３２Ｆにおいて実施されるプロセスも単に一例を示したに過ぎず、ここで示されたプロセスの種類に限定されないのは勿論である。
更に、ここでは共通搬送室３４内を２つに区画した場合を例にとって説明したが、これに限定されず、３部屋以上形成するように区画してもよい。この場合にも、各部屋に対応させて真空ポンプを設けると共に、真空度を高く設定する部屋の順に、それぞれの真空ポンプの排気側を、圧力的に直ぐ下段側の真空ポンプの吸気側に接続するように構成する。
また、上記実施例では、第２の部屋４８の真空度を第１の部屋４６のそれよりも高くした場合について説明したが、第２の部屋４８と第１の部屋４６との真空度が略等しい場合や、その差が僅かである場合にも適用できる。かかる場合は、第２の部屋４８に設けられた真空ポンプの排気側を第１の部屋４８に設けられた真空ポンプの吸気側に接続する構成をとらなくとも、第１、第２の部屋４６、４８に個別に排気ポートを設ければよい。第１の部屋４６と第２の部屋４８とはゲートバルブで区画されているので、第１または第２の部屋４６、４８側に接続された処理装置で汚染物質が発生しても、他方の部屋に侵入するのを確実に防止できる。
また、以上の実施例では被処理体として半導体ウエハＷを例にとって説明したが、これに限定されず、ガラス基板、ＬＣＤ基板等にも本発明を適用することができる。
【００４０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の処理システムによれば、次のように優れた作用効果を発揮することができる。
請求項１〜６、８、９に規定する発明によれば、共通搬送室内を複数の部屋に区画して真空度を高くすべき部屋の真空ポンプの排気側を、真空度を低くすべき部屋の真空ポンプの吸気側に接続するようにしたので、システム全体の構造をそれ程複雑化させることなく簡単な構成で、真空度の異なる部屋を複数形成することができる。従って、プロセス圧力がそれぞれの真空度に対応しているような処理装置を各部屋に接続することにより、圧力調整に要する時間をより少なくすることができる。
請求項７に規定する発明によれば、冷却部材により雰囲気中の水分子を冷却して吸着することができるので、より迅速に所定の真空度まで真空引きすることができる。
請求項１０〜１２に規定する発明によれば、共通搬送室内を複数の部屋に区画して一方の部屋の真空ポンプの排気側を、他方の部屋の真空ポンプの吸気側に接続するようにしたので、システム全体の構造をそれ程複雑化させることなく簡単な構成で、真空度の異なる部屋を複数形成することができる。従って、プロセス圧力がそれぞれの真空度に対応しているような処理装置を各部屋に接続することにより、圧力調整に要する時間をより少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る処理システムの一例を示す概略平面図である。
【図２】図１中の処理システムの部分縦断面拡大図である。
【図３】バッファ部を示す拡大斜視図である。
【図４】真空ポンプの吸気側に設けられる冷却部材を示す概略構成図である。
【図５】予熱機構と冷却機構を有するロードロック室を示す構成図である。
【図６】ロードロック室の基板保持リングを示す平面図である。
【図７】本発明の変形例の処理システムを示す概略平面図である。
【図８】本発明の他の変形例の処理システムを示す概略構成図である。
【図９】クラスタ化された従来の処理システムの一例を示す概略構成図である。
【符号の説明】
３０  処理システム
３２Ａ〜３２Ｆ  処理装置
３４  共通搬送室
３６Ａ，３６Ｂ  ロードロック室
３８  導入側搬送室
４０  第１の搬送手段
４２  第２の搬送手段
４４  区画壁
４６  第１の部屋
４８  第２の部屋
５０，５２  バッファ部
６８，７０  真空ポンプ
７６  配管系
７８  主排気管
８０  主真空ポンプ
８２，８４  冷却部材
８２Ａ  冷却筒
Ｇ３０，Ｇ３１，Ｇ４０  区画用ゲートバルブ
Ｗ  半導体ウエハ（被処理体）
【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】
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【図９】
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