(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を搬入・搬出するための搬送口を有し、内部に収容した基板に対して処理を施すための複数の処理室と、
外部雰囲気から隔離された状態で基板を収容し、基板を搬入・搬出するための出入り口と、前記出入り口を閉鎖する閉鎖機構とを有する搬送ケースと、
前記処理室に対して基板を搬入・搬出するための第１の位置に該搬送ケースを運ぶ搬送機構と、
該搬送機構から分離されて単独で前記搬送ケースを前記第１の位置に固定する搬送ケース取り付け機構と、
基板を搬入・搬出する基板搬送口を有し、前記処理室が周囲に接続され、前記搬送機構が移動する空間を画成する搬送室と、
前記搬送ケースから分離されて固定した位置に設けられ、アクチュエータと、該アクチュエータに取り付けられた係合部材とを有する、前記閉鎖機構を駆動するための閉鎖機構駆動源と
を有し、
前記搬送ケースの前記出入り口は前記第１の位置において前記処理室の前記搬送口に接続され、前記搬送ケースは前記搬送機構に対して着脱可能に支持され、
前記搬送ケースは前記出入り口が前記基板搬送口に接続される第２の位置と前記第１の位置との間で前記搬送機構により移動され、
前記閉鎖機構駆動源は、前記搬送ケースが前記第１又は第２の位置に固定された時に前記閉鎖機構に接続され、
前記閉鎖機構は、前記搬送ケースの前記出入り口を開閉するバルブと、該バルブを駆動する駆動部材と、該駆動部材に接続されたフランジ部材とを有し、
前記閉鎖機構の前記フランジ部材が前記閉鎖機構駆動源の前記係合部材に係合することにより、前記閉鎖機構駆動源が前記閉鎖機構に接続されることを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
請求項１記載の基板処理装置であって、
前記搬送ケースは気密に構成されており、前記処理室に機械的に接続されることで自動的に気密に接続されることを特徴とする基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は基板処理装置に係り、特に半導体ウェハ等の基板を所定の環境の下で処理する処理室まで基板を搬送する搬送機構を備えた基板処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウェハ等の基板の処理は、所定の減圧雰囲気において処理ガスを供給するような工程が多く用いられる。このような処理は、減圧雰囲気に維持可能な処理室内に基板を配置して行われることが多い。基板の処理は一般的に複数の工程を含んでおり、これらの工程を行うための複数の処理室は基板搬送室に接続され、搬送室内に設けられたロボット等の搬送機構により基板が処理内に搬入され、且つ処理室から搬出されて他の処理室に搬送される。
【０００３】
このような基板処理装置は通常クラスタツールと称され、搬送室の周囲に複数の処理室とロードロック室が配置され、搬送室内のロボットがアームを介して基板の搬送を行うことが一般的である。ロードロック室は、搬送室に対して基板を外部から搬入したり、搬送室から基板を外部に搬出したりするために設けられる圧力調整室である。すなわち、搬送室は処理室に接続されるため、搬送室の内部も処理室内の環境に近い減圧雰囲気に維持する必要がある。そこで、ロードロック室を設けて搬送室内部の空間を外部から隔離する構成となっている。
【０００４】
上述のようなクラスタツールでは、搬送室を取り囲むように処理室とロードロック室とを配置する必要があるため、配置できる処理室の数に限りがある。例えば、上からみて５角形の搬送室の場合、搬送室に接続できる処理室は５角形の一辺に対して一つの処理チャンバを接続するものとして、ロードロック室１つと処理室４つまでである。搬送室の形状を５角形以上の多角形にすれば処理室を接続する辺は増えるが、処理室の大きさより一辺が小さくなってしまい、結果として処理室を接続することはできなくなる。このように、従来のクラスタツールに設けることのできる処理室の数には限りがあり、多数の工程を連続して行うような処理や、単一または複数の工程からなる処理を並行して大量に行うような処理には対応することができないという問題があった。
【０００５】
このような問題に対処するために、例えば２つのクラスタツールを接続することにより、処理室の数を増やすことが提案されている。しかし、このような構成であっても、接続可能な処理室の数には限りがある。また、一つのクラスタツールから次のクラスタツールに基板を搬送する機構が必要となり、装置の構成が複雑且つ大規模になってしまう。
【０００６】
また、処理室の数が多くなると、搬送室の空間も大きくなり、このような大きな空間を減圧環境に維持するためには、大排気量のポンプが必要となりコストが増大するという問題もあった。
【特許文献１】特開平７−３１２３３５号公報
【特許文献２】特開平６−９７２５８号公報
【特許文献３】特開平１１−３４５８５９号公報
【特許文献４】特開平１０−５６０５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の総括的な目的は、上述の問題を解決した改良された有用な基板処理装置を提供することである。
【０００８】
本発明のより具体的な目的は、搬送室に接続できる処理室の数に制限がなく、処理すべき基板の雰囲気を所定の環境に維持しながら処理室まで搬送することができる基板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】
【００１０】
上述の目的を達成するために、本発明の一つの面によれば、基板を搬入・搬出するための搬送口を有し、内部に収容した基板に対して処理を施すための複数の処理室と、外部雰囲気から隔離された状態で基板を収容し、基板を搬入・搬出するための出入り口と、前記出入り口を閉鎖する閉鎖機構とを有する搬送ケースと、前記処理室に対して基板を搬入・搬出するための第１の位置に該搬送ケースを運ぶ搬送機構と、該搬送機構から分離されて単独で前記搬送ケースを前記第１の位置に固定する搬送ケース取り付け機構と、基板を搬入・搬出する基板搬送口を有し、前記処理室が周囲に接続され、前記搬送機構が移動する空間を画成する搬送室と、前記搬送ケースから分離されて固定した位置に設けられ、アクチュエータと、該アクチュエータに取り付けられた係合部材とを有する、前記閉鎖機構を駆動するための閉鎖機構駆動源とを有し、前記搬送ケースの前記出入り口は前記第１の位置において前記処理室の前記搬送口に接続され、前記搬送ケースは前記搬送機構に対して着脱可能に支持され、前記搬送ケースは前記出入り口が前記基板搬送口に接続される第２の位置と前記第１の位置との間で前記搬送機構により移動され、前記閉鎖機構駆動源は、前記搬送ケースが前記第１又は第２の位置に固定された時に前記閉鎖機構に接続され、前記閉鎖機構は、前記搬送ケースの前記出入り口を開閉するバルブと、該バルブを駆動する駆動部材と、該駆動部材に接続されたフランジ部材とを有し、前記閉鎖機構の前記フランジ部材が前記閉鎖機構駆動源の前記係合部材に係合することにより、前記閉鎖機構駆動源が前記閉鎖機構に接続されることを特徴とする基板処理装置が提供される。
【００１１】
上述の発明によれば、搬送ケース内に収容した基板の雰囲気を所定の状態に維持しながら搬送ケースを処理室まで搬送し、雰囲気を所定の状態に維持したまま基板を処理室に搬入することができる。したがって、搬送機構を設ける空間を画成する搬送室を例えば高真空等の所定の雰囲気に維持する必要がなくなり、搬送室を拡大して接続できる処理室の数を任意数に増やすことができる。
【００１２】
上述の発明において、前記搬送ケースは気密に構成されており、前記処理室に機械的に接続されることで自動的に気密に接続されることが好ましい。
【００１３】
また、搬送ケースは少数の基板を収容することとし、且つ搬送ケースを搬送機構から分離可能とすることにより、搬送ケースが小型で軽量となり、複数の搬送ケースを共通の搬送機構により搬送することができる。
【００１６】
本発明の他の目的、特徴及び利点は添付の図面を参照しながら以下の詳細な説明を読むことにより一層明瞭となるであろう。
【発明の効果】
【００１７】
上述の発明によれば、搬送ケース内に収容した基板の雰囲気を所定の状態に維持しながら搬送ケースを処理室まで搬送し、雰囲気を所定の状態に維持したまま基板を処理室に搬入することができる。したがって、搬送機構を設ける空間を画成する搬送室を例えば高真空等の所定の雰囲気に維持する必要がなくなり、搬送室を拡大して接続できる処理室の数を任意数に増やすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
次に、本発明の実施の形態について図面と共に説明する。
【００１９】
図１は、本発明の一実施例による基板処理装置の全体構成を示す概略平面図である。図１に示す基板処理装置１は、搬送室２と、搬送室２の周囲に配置された処理室３Ａ〜３Ｆと、搬送室２の内部で搬送される搬送ケース４と、搬送室２内において搬送ケース４を搬送するケース搬送機構５とを有している。
【００２０】
本実施例では、搬送室２は縦長の部屋として形成され、その両側に処理室３Ａ〜３Ｆが長手方向に整列して接続されている。搬送室２の長手方向の端部には、搬送室２に半導体ウェハ（基板）Ｗを搬入し且つ搬送室２から半導体ウェハＷを搬出するための基板搬送口６が設けられている。基板搬送口６には搬送室２の内部を外部から隔離するためにゲートバルブ７が設けられている。
【００２１】
搬送室２は例えば気密構造を有する縦長の部屋として形成され、両側の長手方向に沿って処理室３Ａ〜３Ｆが接続されている。なお、本実施例では６つの処理室３Ａ〜３Ｆを有する構成としたが、搬送室２を長手方向に延長することにより、より多くの処理室を搬送室２に接続することができる。搬送室２の内部は排気手段（図示せず）により真空に維持してもよいし、大気圧にしてもよい。
【００２２】
搬送室２内には、図２に示すような搬送機構５が設けられる。搬送機構５は搬送ケース４を搬送室２内において搬送するための移動手段であり、搬送ケース４を各処理室３Ａ〜３Ｆの搬入・搬出口に対応する位置（第１の位置）の間及び、搬送室２の基板搬送口６に対応する位置（第２の位置）と第１の位置との間で移動する。第１の位置及び第２の位置に移動された搬送ケース４は、搬送機構５から分離され、単独で搬送室２の壁面に接続された状態に維持することができる。ただし、搬送ケース４を搬送機構５から分離しないで、搬送機構５により支持された搬送ケース４をそのまま搬送室２に接続することとしてもよい。
【００２３】
搬送ケース４は１枚又は２枚のように少数の半導体ウェハＷを収容する程度の大きさであり、図２に示す搬送機構５により搬送室２内で搬送される。搬送ケース４は半導体ウェハＷを収容する内部空間を外部から隔離可能な容器として形成される。具体的には、搬送ケース４は気密構造を有しており、内部を所定の真空度に維持することができる。あるいは、内部に所定のガスを封入しておくことができる。なお、搬送室２内に搬送機構５を複数個設けて、複数の搬送機構５により搬送ケース４の搬送を行うようにしてもよい。
【００２４】
以上のような構成の基板処理装置１では、搬送ケース４を第２の位置に移動して搬送室２の外部から半導体ウェハＷを搬送ケース４内に収容する。半導体ウェハＷを搬送ケース４に搬入したら搬送ケース４を密閉する。その後、半導体ウェハＷを処理すべき処理室（例えば処理室２Ａ）の搬送口に対応した位置（第１の位置）に搬送ケース４を移動する。本実施例では、搬送機構５は移動する際にだけ搬送ケース４に係合する。なお、図１において、点線で示した円は搬送ケース４内及び処理室３Ａ〜３Ｆ内での半導体ウェハＷの位置を示している。
【００２５】
第１の位置に移動された搬送ケース４から、対応する処理室３Ａに半導体ウェハＷが搬入される。この際、搬送ケース４は移載機構（後述する）を内蔵しており、内蔵した移載機構のみの動作により搬送ケース４内の半導体ウェハＷを処理室２Ａ内に移動することができる。また、内蔵した移載機構のみの動作により処理装置３Ａ内の処理済みの半導体ウェハを搬送ケース４内に移動することができる。
【００２６】
以上のように、搬送ケース４の内部は外部から隔離された環境とすることができ、且つ搬送ケース４への半導体ウェハＷの出し入れは内蔵した移載機構のみにより行うことができる。
【００２７】
図２は搬送室２内で搬送ケース４を搬送する搬送機構５の具体例を示す図である。図２に示す搬送機構５は搬送室２内の所定の軌道上を移動可能なクレーンとして構成されている。すなわち、搬送室２の長手方向に延在するレール１０が設けられ、レール１０に沿って移動する移動部１１にアーム部１２が取り付けられている。レール１０は搬送室２内の上部に設けられ、アーム部１２は垂直下方に向かって延在する。アーム部１２は伸縮自在であり、その先端に把持部１３が設けられている。把持部１３は搬送ケースに係合して保持できるような形状であり、アーム部１２を伸縮することにより、把持部１３を垂直方向に移動することができる。
【００２８】
搬送機構５は、把持部１３により搬送ケース４を把持して搬送室２内を移動する。搬送ケース４が上述の第１の位置又は第２の位置に移動すると、搬送ケース４は搬送室２の壁面に取り付けられる。これにより、搬送機構５の把持部１３の係合を解除しても、すなわち、搬送ケース４を把持部１３から外しても、搬送ケース４は第１又は第２の位置に保持される。
【００２９】
次に、搬送ケース４の具体例について図３及び図４を参照しながら説明する。図３は搬送ケース４の斜視図であり、内部が透視して描かれている。図４は搬送ケース４の断面図である。
【００３０】
図３及び図４に示すように、本実施例における搬送ケース４は、２枚の半導体ウェハＷを収容可能であり、ケース本体２０内の空間に２枚の半導体ウェハＷを収容する。ケース本体２０はアルミニウム等により形成され、内部が減圧されても外圧に耐え得る剛性を有している。ケース本体２０の天板部分には開口２０ａが設けられ、開口２０ａは例えば透明な材料よりなる天板２０ｂで覆われており、収容された半導体ウェハＷの状態が外部から見えるようになっている。
【００３１】
２枚の半導体ウェハＷの各々は、略円周状のピック２１にその外周部が載置される。ピック２１は上下２段に半導体ウェハＷを配置するように設けられ、個別に移載機構２２が設けられる。
【００３２】
上下の半導体ウェハのいずれか一方が処理済みの半導体ウェハであり、他方がこれから処理が施される半導体ウェハである。すなわち、例えば、処理室３Ａに搬送ケース４が搬送されてきた場合、搬送ケース４内にはこれから処理すべき半導体ウェハＷが１枚だけ収容されており、まず処理室３Ａ内の処理済みの半導体ウェハＷを搬送ケース４内に収容し、その後これから処理する半導体ウェハＷを処理室３Ａ内に搬入する。したがって、ピック２１は個別の移載機構２２により独立して移動可能に構成されている。
【００３３】
移載機構２２は、ピック２１に接続されたロッド２３と、ロッド２３を長手方向に移動するためのラック２４とを有する。ロッド２３とラック２４とは連結部２５により連結されており、一体的に移動可能である。ラック２４の先端部はケース本体２０の下部で露出しており、後述する搬送ケース取り付け機構に設けられたピニオンに係合する。すなわち、ラック２４がピニオンにより駆動されることにより、ロッド２３が移動し、ロッド２３の先端に取り付けられたピック２１が搬送ケース４の内部と外部との間で移動する。したがって、一方のピック２１上に載置された半導体ウェハＷを搬送ケース４の外、すなわち、処理室の中に移動することができ、且つ処理室の中の処理済みの半導体ウェハを他方のピック２１により搬送ケース４の内部に搬入することができる。
【００３４】
ロッド２３は一端が搬送ケース４の内部に入りこみ、他端は外部で連結部２５に接続されるため、ケース本体２０の壁面を貫通して延在する。したがって、ケース本体２０の内部を減圧環境に維持するために、Ｏリング等からなる真空シール２６がロッド２３とケース本体２０との間に設けられる。真空シール２６は、ロッド２３をスライド可能に保持するガイド２７の近傍に設けられる。
【００３５】
なお、ロッド２３とラック２４とは搬送ケース４の後側に突出した状態で移動するため、カバー２８により覆われる。図３及び図４に示す移載機構２２は、ピック２１が搬送ケース４の内部に位置する状態であり、ラック２４が搬送ケース４の前方に移動すると、ピック２１は出入り口４ａを通過して搬送ケース４の外部へと移動する。
【００３６】
次に、搬送ケース４の出入り口４ａを閉鎖するための閉鎖機構であるゲートバルブ３０について説明する。ゲートバルブ３０は半導体ウェハＷを搬送ケース４から搬出し、また半導体ウェハを搬送ケース４に搬入する際に開けられ、その他の場合には閉じられる。ゲートバルブ３０を閉じることにより、搬送ケース４内を外部から隔離することができる。
【００３７】
ゲートバルブ３０は断面が三角形状であり、三角形状の頂部を上にしてケース本体２０の下側に設けられる。三角形状の底部はコイルスプリング３１により付勢され、三角形状の頂部がケース本体２０の上部側に押し付けられた状態で保持される。ゲートバルブ３０の底部には駆動部材３２が接続され、駆動部材３２の端部はケース本体２０の下部から外部に向かって延出している。
【００３８】
駆動部材３２の端部にはフランジ部材３３が設けられ、後述する搬送ケース取り付け機構の係合部材に係合する。これにより、フランジ部材３３は垂直下方に移動可能となる。フランジ部材３３が下方に移動すると、ゲートバルブ３０はコイルスプリング３１の付勢力に逆らって下方に移動し、搬送ケース４の出入り口４ａが開放される。
【００３９】
ゲートバルブ３０がケース本体２０に接触する部分には、真空シール３４が設けられ、ゲートバルブ３０が閉じているときに、搬送ケース４内を真空に維持することができる。また、駆動部材３２は、ケース本体２０に取り付けられたスプリング収容部３５に対して摺動可能に取り付けられる。したがって、スプリング収容部３５にスライド部材３６が設けられ、且つスライド部材３６に真空シール３７が設けられる。
【００４０】
ケース本体２０の出入り口４ａの端面は、後述する搬送ケース取り付け機構の板状部材に対して押圧される。この際に出入り口４ａを気密にシールするために、出入り口４ａの端面にも真空シール３８が設けられる。
【００４１】
次に、搬送ケース取り付け機構４０について図５を参照しながら説明する。図５は搬送ケース取り付け機構４０の斜視図であり、内部を透視した状態で描かれている。
【００４２】
搬送ケース取り付け機構４０は、処理室３Ａ〜３Ｆの搬送口に対応する部分に設けられ、搬送ケース４を上述の第１の位置に固定する機能を有する。また、搬送ケース取り付け機構４０は、搬送室２の基板搬送口６の内側にも設けられ、搬送ケース４を上述の第２の位置に固定する機能を有する。
【００４３】
搬送ケース取り付け機構４０は、板状部材４１とこれに取り付けられた機能部品とよりなる。板状部材４１は処理室の搬送口と連通する開口４１ａを有する。搬送ケース４が搬送ケース取り付け機構４０に取り付けられた状態で、搬送ケース４の出入り口４ａも開口４１ａに整列する。したがって、開口４１ａを介して搬送ケース４の出入り口４ａと処理室の搬送口とが連通し、半導体ウェハＷを移動することができる。
【００４４】
板状部材４１の両側にはレール部材４２が取り付けられ、レール部材４２に沿ってケース固定部材４３が移動可能に設けられている。ケース固定部材４３は下方に取り付けられたドッキング用アクチュエータ４４により移動する。
【００４５】
搬送ケース４は、上述の搬送機構５により搬送されて、板状部材４１の開口４１ａに出入り口４ａが整列するように配置される。この状態で、搬送ケース４のケース本体２０の両脇に設けられたフランジ部２０ｂ（図３参照）がレール部材４２の内側に位置する。この状態でドッキング用アクチュエータ４４を駆動してケース固定部材４３をレール部材４２に沿って上方に移動すると、ケース固定部材４３の押圧部４３ａが搬送ケース４のフランジ部２０ｂの上に移動する。したがって、フランジ部２０ｂは板状部材４１と押圧部４３ａとの間に位置することとなる。
【００４６】
押圧部４３ａには押圧用アクチュエータ４５が取り付けられており、フランジ部２０ｂを板状部材４１に対して押圧することができる。したがって、搬送ケース４の出入り口４ａが設けられた端面は、フランジ部２０ｂが押圧されることにより、板状部材４１に対して押圧されて固定される。この状態で、搬送ケースの真空シール３８が板状部材４１に接触して押圧されるため、搬送ケース４の出入り口４ａと板状部材４１の開口４１ａとの間は気密に維持される。
【００４７】
ここで、搬送ケース４が板状部材４１に固定される際に、搬送ケース４の下側から延出しているフランジ部材３３が搬送ケース取り付け機構４０の係合部材４６に係合する。すなわち、チャンネル型の係合部材４６の中にフランジ部材３３が入り込む。搬送ケース４が板状部材４１に対して固定された後に、ゲート用アクチュエータ４７を駆動して係合部材４６を下方に移動することにより、フランジ部材３３が下方に引かれる。搬送ケース４は板状部材４１に対して固定されているので、ゲートバルブ３０が下がり、搬送ケースの出入り口４ａが開放される。
【００４８】
また、搬送ケース４が板状部材４１に固定される際に、搬送ケース４の下側で露出しているラック２４の先端に、搬送ケース取り付け機構４０に設けられたピニオン４８が係合する。ピニオン４８はアーム用モータ４９により駆動される。すなわち、搬送ケース４が板状部材４１に固定された後に、アーム用モータ４９を駆動すれば、搬送ケース４のラック２４を移動することができ、搬送ケース４内のピック２１を移動することができる。
【００４９】
以上のように、本実施例による搬送ケース取り付け機構４０によれば、搬送ケース４を板状部材４１に固定するだけで、フランジ部材３３が係合部材４６に係合してゲートバルブ３０を作動することが可能となり、且つラック２４がピニオン４８に係合してピック２１が移動可能となる。
【００５０】
なお、板状部材４１に取り付けられた機能部材はカバー５０により覆われて保護されるが、カバー５０には、ラック２４が延在するための開口５０ａ及びフランジ部材３３が入りこむための開口５０ｂが設けられる。また、板状部材４１にもラック２４が延在するための開口４１ｂが設けられる。
【００５１】
次に、搬送ケース４を搬送室２の基板搬送口６に取り付けた際の取り付け部分の構成について図６を参照しながら説明する。図６は搬送ケース４が基板搬送口６に対応する位置（第２の位置）に固定された状態を示す構成図である。なお、図６の構成は簡略化して描かれている。
【００５２】
上述の搬送ケース取り付け機構４０の板状部材４１は、搬送室２の壁面も兼ねており、搬送ケース４は板状部材４１の開口４１ａに出入り口４ａが整列した状態で気密に取り付けられる。開口４１ａは搬送室２の基板搬送口６に繋がっており、上述のようにゲートバルブ７が設けられている。ゲートバルブ７は、半導体ウェハを搬入・搬出する際にだけ開けられる。搬送ケース４が取り付けられた状態では、搬送ケース４のゲートバルブ３０と搬送室２のゲートバルブ７との間に空間が形成される。
【００５３】
ここで、搬送ケース４の内部を真空に維持するものと仮定する。半導体ウェハＷを搬送ケース４に搬入するには、搬送室２のゲートバルブ７と搬送ケース４のゲートバルブ３０が開けられる。したがって、搬送室２の外部が大気圧の空間であったとすると、搬送ケース４の内部も大気圧の状態となるので、搬送ケース４の内部を真空引きしなければならない。
【００５４】
そこで、本実施例では、基板搬送口６に排気ライン８とガス供給ライン９とが接続される。半導体ウェハＷを搬送ケース４に搬入したら、まず搬送室２のゲートバルブ７が閉じられ、搬送ケース４のゲートバルブ３０を開いたままで、排気ライン８により排気を行う。これにより、基板搬送口６内の空間と搬送ケース４内が真空引きされる。所定の真空度になったらゲートバルブ３０を閉じることにより搬送ケース４内は真空に維持される。所定の真空度になった時点でガス供給ラインからＮ２等の不活性ガスを導入することで、搬送ケース４内に不活性ガスを封入することもできる。
【００５５】
ゲートバルブ３０が閉じられたら、搬送ケース４の固定が解除され、搬送ケース４は内部が真空に保たれたまま、搬送機構５により所望の位置に搬送される。なお、搬送ケース４の内部を真空に維持した場合には、ゲートバルブ３０を閉じた後、搬送ケース４の固定を解除する前に、ガス供給ライン９のバルブを開にしてゲートバルブ７とゲートバルブ３０の間の空間を大気圧にしてからガス供給ライン９のバルブを閉にする操作を行う。
【００５６】
以上のように、搬送室２の外部から半導体ウェハＷを搬送ケースに搬入する際又は半導体ウェハＷを搬送室の外に搬出する際は、半導体ウェハＷは搬送室２内の雰囲気に触れることはない。
【００５７】
図７は搬送ケース４が処理室３Ａの搬送口に対応する位置（第１の位置）に固定された状態を示す構成図である。なお、図７の構成は簡略化して描かれている。
【００５８】
上述の搬送ケース取り付け機構４０の板状部材４１は、搬送室２の壁面も兼ねており、搬送ケース４は板状部材４１の開口４１ａに開口４ａが整列した状態で気密に取り付けられる。開口４１ａは処理室３Ａの搬送口５１に繋がっており、処理室３Ａの搬送口５１にはゲートバルブ５２が設けられている。ゲートバルブ５２は、半導体ウェハを処理室３Ａに搬入・搬出する際にだけ開けられる。搬送ケース４が取り付けられた状態では、搬送ケース４のゲートバルブ３０と処理室３Ａのゲートバルブ５２との間に空間が形成される。
【００５９】
搬送室２の内部が大気圧であったとすると、搬送ケース４が固定された時点では、処理室３Ａのゲートバルブ５２と搬送ケース４のゲートバルブ３０との間の空間は大気圧となっている。したがって、真空引きされた処理室３Ａのゲートバルブ５２を開くには、この空間を真空引きしておく必要がある。そこで、本実施例では、処理室３Ａのゲートバルブ５２の外側に排気ライン５３とガス供給ライン５４とを設けている。
【００６０】
搬送ケース４が固定されたら、処理室３Ａのゲートバルブ５２と搬送ケースのゲートバルブ３０が閉じられた状態で、排気ライン５３により真空引きする。そして、処理室３Ａのゲートバルブ５１と搬送ケース４のゲートバルブ３０との間の空間が所定の真空度に到達した後、ゲートバルブ５２及びゲートバルブ３０を開いて半導体ウェハＷを搬出・搬入する。処理室３Ａ内に所定のガスが充填されている場合には、ゲートバルブ５２を開く前にガス供給ライン５４から所定のガスを導入することとしてもよい。
【００６１】
以上のように、本実施例によれば、搬送ケース４から半導体ウェハＷを処理室３Ａに搬入する際又は半導体ウェハＷを処理室３Ａから搬出する際は、半導体ウェハＷは搬送室２内の雰囲気に触れることはない。したがって、本実施例において、半導体ウェハＷは搬送室の外部から搬送ケース４に搬入された時点から、処理室３Ａ内に搬入されるまでの間に搬送室２内の雰囲気に曝されることはなく、搬送室２内を真空に維持する必要はなくなる。したがって、搬送室２を任意の大きさに拡大することができ、搬送室２に接続する処理室の数を任意の数に増やすことができる。
【００６２】
また、本実施例では、搬送ケース４に移載機構２２と閉鎖機構としてのゲートバルブ３０を組み込んだため、搬送機構５は単に搬送ケース４を処理室まで運ぶ機能を有するだけでよい。搬送ケース４は搬送機構５から分離可能であるため、一つの搬送機構５により複数の搬送ケース４を搬送することができる。ただし、搬送ケース４を処理室に取り付けた後に、搬送機構５から分離することは必ずしも必要ではなく、搬送ケース４が搬送機構５に支持されたままで、当該搬送ケース４を次の位置に移動するまで搬送機構５が待機することとしてもよい。
【００６３】
なお、上述の例は処理室３Ａに半導体ウェハを搬入する場合であったが、他の処理室３Ｂ〜３Ｆに関しても同様の構成が設けられる。
【００６４】
ここで、搬送ケース４に内蔵される移載機構２２の他の例について図８を参照しながら説明する。図８は図３に示す移載機構２２の他の例として、ラックとピニオンとの組合わせの代わりに移動部材６０とローラ６１との組み合わせを用いた場合の例を示す図である。
【００６５】
図８において、移動部材６０に対してローラ６１が押し付けられ、ローラ６１がモータ４９により回転することにより、移動部材６０が長手方向に移動する。移動部材６０にロッド２３を接続することにより、上述のラック２４を用いた移動機構２２と同様な動作を達成することができる。
【００６６】
なお、移動部材６０にリニヤスケール６２を形成しておき、センサ６３でリニヤスケール６２を検出することにより、移動部材６０の移動量、すなわちピック２１の移動量を検出することができる。
【００６７】
次に、移載機構２２の他の例について図９を参照しながら説明する。図３に示す移載機構２２は、ストロークを大きくとろうとすると、その分ラック２４を長くしなければならない。したがって、搬送ケース４の後ろ側にラックが大きく突出してしまい、搬送ケース４が大きくなる。
【００６８】
そこで、図９に示すような構成とすることにより、移動量を略２倍に拡大する。なお、図９は移載機構を示すために簡略化されている。
【００６９】
図９に示す移載機構では、ボールネジ７０とナット７１の組み合わせによる移動機構により、第１のレール７２に沿って移動可能な第１の移動部材７３を移動する。ただし、これだけでは、移動部材７３のストロークはＬ１だけであるので、ピック２１もＬ１しか移動しない。
【００７０】
そこで、移動部材７３に更に第２のレール７４を取り付け、レール７４に沿って第２の移動部材７５を設ける。第２の移動部材７５は、レール７４の両端に回転可能に支持された一対のプーリ７６Ａ，７６Ｂの間に張られた細いベルト７７に接続される。ベルト７７は、搬送ケース４の出入り口に近い側で、ケース本体２０に取り付けられた係止部材７８にも接続される。
【００７１】
このような構成において、ボールネジ７０を回転してナット７１を矢印Ａ方向に移動すると、第１の移動部材７４も矢印Ａ方向に移動する。したがって第１の移動部材７３に取り付けられたレール７４も矢印Ａ方向に移動する。第２のレール７４の移動距離は、ナット７１の移動距離に等しい。ここで、レール７４が矢印Ａ方向に移動すると、プーリ７６Ａ，７６Ｂも同様に移動し、これに伴いベルト７７も移動しようとする。しかし、ケース本体２０に固定された係止部材７８に接続されたベルト７７の部分は移動できない。このため、ベルト７７はレール７４の周囲をプーリ７６Ａ，７６Ｂに案内されて回転する。したがって、ベルト７７に接続された第２の移動部材７５は、ベルト７７に引っ張られてレール７４上を矢印Ａ方向に移動する。
【００７２】
このように、レール７４が矢印Ａ方向に移動した距離分だけベルト７７も移動（回転）するため、第２の移動部材７５の移動距離Ｌ２は、第１の移動部材７３の移動距離Ｌ１の略２倍となる。したがって、第２の移動部材に固定されたピック２１の移動距離を大きくとることができ、小さな移動機構であっても、処理室の内部深くまでピック２１を挿入することができる。
【００７３】
なお、ボールネジ７０の先端は、搬送ケース４のケース本体２０から外部に延出し、延出した先端に傘歯車７９が取り付けられる。傘歯車７９は、搬送ケース４０が搬送ケース取り付け機構により固定された際に、傘歯車８０に係合する。したがって、傘歯車８０をモータ８１により回転することにより外部からボールネジ７０を回転駆動することができる。
【００７４】
以上の実施例では、搬送ケース４をなるべく小型且つ軽量にするために、移載機構２２の駆動源を搬送ケース４の外部に設けている。すなわち、図５に示すモータ４９は搬送ケース取り付け機構４０に設けている。したがって、搬送ケース４の数を増やしても、移載機構２２の駆動源を個別に搬送ケース４に設ける必要はなく、搬送ケース４及び基板製造装置全体の製造コストの低減に寄与する。
【００７５】
ただし、搬送ケース４に大きさの制約等がなければ、移載機構２２の駆動源やゲートバルブ３０の駆動源を搬送ケース４に設けることとしてもよい。この場合、搬送ケース４に設けられた駆動源に電力を供給するためのコネクタを設ける必要がある。そのようなコネクタは、例えば搬送ケースの出入り口側に露出したコンタクト部材とし、搬送ケース４が板状部材４１に固定されたときに、板状部材４１に設けられたコンタクト部材に接触して給電可能となる構成により達成できる。代わりに、駆動用電源として電池を搬送ケースに設けることも考えられる。
【００７６】
また、搬送ケース４に電気ヒータを組み込んで、搬送ケース４内で半導体ウェハＷを予熱することもできる。この場合も、給電用コネクタあるいは電池を搬送ケース４に設ける必要がある。
【００７７】
なお、上記の実施例において、搬送ケース４を搬送する搬送機構の例として、レール１０に沿って移動する移動部１１にアーム部１２を取り付け、アーム部１２の先端に把持部１３を設けた搬送機構５を説明したが、他の搬送機構を用いることもできる。例えば、特開２０００−２９４６１３号公報に開示されたような、可動部を気体軸受けにより固定部に対して浮上させ、この可動部を駆動部により駆動する機構を用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明の一実施例による基板処理装置の全体構成を示す概略平面図である。
【図２】図１に示す搬送室に設けられる搬送機構の側面図である。
【図３】図１に示す搬送ケースの内部透視斜視図である。
【図４】図１に示す搬送ケースの断面図である。
【図５】搬送ケース取り付け機構の内部透視斜視図である。
【図６】搬送ケースが基板搬送口の位置に固定された状態を示す図である。
【図７】搬送ケースが処理室に対して固定された状態を示す図である。
【図８】移載機構の他の例を示す斜視図である。
【図９】移載機構の更に他の例を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００７９】
１  基板処理装置
２  搬送室
３Ａ〜３Ｆ  処理室
４  搬送ケース
５  搬送機構
６  基板搬送口
７  ゲートバルブ
８  排気ライン
９  ガス供給ライン
１０  レール
１１  移動部
１２  アーム部
１３  把持部
２０  ケース本体
２１  ピック
２２  移載機構
２３  ロッド
２４  ラック
２５  連結部
２６，３４，３７，３８  真空シール
２７  ガイド
２８  カバー
３０  ゲートバルブ
３１  コイルスプリング
３２  駆動部材
３３  フランジ部材
３５  スプリング収容部
３６  スライド部材
４０  搬送ケース取り付け機構
４１  板状部材
４２  レール部材
４３  ケース固定部材
４４  ドッキング用アクチュエータ
４５  押圧用アクチュエータ
４６  係合部材
４７  ゲート用アクチュエータ
４８  ピニオン
４９  モータ
５１  搬送口
５２  ゲートバルブ
６０  移動部材
６１  ローラ
６２  リニヤスケール
６３  センサ
７０  ボールネジ
７１  ナット
７２，７４  レール
７３  移動部材７３
７５  第２の移動部材
７６Ａ，７６Ｂ  プーリ
７７  ベルト
７９，８０  傘歯車
８１  モータ
【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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