(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板処理室と、前記基板処理室外に設けられ複数の基板を実質的に鉛直方向に積層して保持可能な第１の基板保持手段と、前記基板処理室内に設けられ複数の前記基板を実質的に水平方向に並べて保持可能な第２の基板保持手段と、前記処理室外に設けられた第１の基板保持手段と前記処理室に設けられた第２の基板保持手段との間で前記基板を搬送可能な基板搬送機とを有し、前記基板搬送機が前記基板を搭載可能な複数の基板搭載手段を備え、前記複数の基板搭載手段が同一の関節に取り付けられ、前記複数の基板搭載手段が、前記基板を搭載する基板搭載部をそれぞれ有し、前記複数の基板搭載手段を前記関節の回りに閉じることによって前記基板搭載部を互いに実質的に鉛直方向に積層した状態で、前記複数の基板搭載手段によって前記処理室外に設けられた第１の基板保持手段から複数の前記基板を実質的に鉛直方向に積層して受け取り可能および／または前記処理室外に設けられた第１の基板保持手段に複数の前記基板を実質的に鉛直方向に積層して載置可能であり、前記複数の基板搭載手段を前記第２の基板保持手段側にまず伸ばしその後前記複数の基板搭載手段を前記関節の回りに展開することによって、または前記複数の基板搭載手段を前記第２の基板保持手段側に伸ばしながら前記複数の基板搭載手段を前記関節の回りに展開することによって、前記基板搭載部を互いに実質的に水平方向に並べた状態で、前記複数の基板搭載手段によって前記処理室に設けられた第２の基板保持手段から複数の前記基板を受け取り可能および／または前記処理室に設けられた第２の基板保持手段に複数の前記基板を実質的に水平方向に並べて載置可能であり、前記処理室に設けられた第２の基板保持手段に載置された複数の前記基板は前記処理室で処理可能であることを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
複数の基板を実質的に鉛直方向に積層して保持可能な第１の基板保持手段と、複数の前記基板を実質的に水平方向に並べて保持可能な第２の基板保持手段との間で前記基板を搬送可能な基板搬送機であって、前記基板搬送機が前記基板を搭載可能な複数の基板搭載手段を備え、前記複数の基板搭載手段が同一の関節に取り付けられ、前記複数の基板搭載手段が、前記基板を搭載する基板搭載部をそれぞれ有し、前記複数の基板搭載手段を前記関節の回りに閉じることによって前記基板搭載部を互いに実質的に鉛直方向に積層した状態で、前記複数の基板搭載手段によって前記第１の基板保持手段から複数の前記基板を実質的に鉛直方向に積層して受け取り可能および／または前記第１の基板保持手段に複数の前記基板を実質的に鉛直方向に積層して載置可能であり、前記複数の基板搭載手段を前記第２の基板保持手段側にまず伸ばしその後前記複数の基板搭載手段を前記関節の回りに展開することによって、または前記複数の基板搭載手段を前記第２の基板保持手段側に伸ばしながら前記複数の基板搭載手段を前記関節の回りに展開することによって、前記基板搭載部を互いに実質的に水平方向に並べた状態で、前記複数の基板搭載手段によって前記第２の基板保持手段から複数の前記基板を受け取り可能および／または前記第２の基板保持手段に複数の前記基板を実質的に水平方向に並べて載置可能であることを特徴とする基板搬送機。
【請求項３】
基板処理室と、該基板処理室外に設けられた複数の基板を実質的に鉛直方向に積層して保持可能な第１の基板保持手段と、前記基板処理室に設けられた複数の前記基板を実質的に水平方向に並べて保持可能な第２の基板保持手段と、前記処理室外に設けられた第１の基板保持手段と前記処理室に設けられた第２の基板保持手段との間で前記基板を搬送可能な基板搬送機であって、前記基板をそれぞれれ搭載可能な複数の基板搭載手段を備え、前記複数の基板搭載手段が同一の関節に取り付けられ、前記複数の基板搭載手段が、前記基板を搭載する基板搭載部をそれぞれ有し、前記複数の基板搭載手段が同一の関節に取り付けられた基板搬送機を用いて、前記複数の基板搭載手段を前記関節の回りに閉じることによって前記基板搭載部を互いに実質的に鉛直方向に積層した状態で、前記複数の基板搭載手段によって前記処理室外に設けられた第１の基板保持手段から複数の前記基板を実質的に鉛直方向に積層して受け取った後、前記複数の基板搭載手段を前記第２の基板保持手段側にまず伸ばしその後前記複数の基板搭載手段を前記関節の回りに展開することによって、または前記複数の基板搭載手段を前記第２の基板保持手段側に伸ばしながら前記複数の基板搭載手段を前記関節の回りに展開することによって、前記基板搭載部を互いに実質的に水平方向に並べた状態で、前記複数の基板搭載手段によってこの複数の基板を前記処理室に設けられた第２の基板保持手段に実質的に水平方向に並べて載置し、この複数の基板を前記基板処理室で処理することを特徴とする基板処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は基板処理装置、基板搬送機および基板搬送装置に関し、特に半導体ウェーハ処理装置に関し、そのなかでも特に、プラズマエッチング装置、プラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition ）装置、プラズマアッシング装置等、プラズマを利用して半導体ウェーハを処理する半導体ウェーハ処理装置ならびにそれに好適に使用可能な基板搬送機および基板搬送装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１７は、従来のプラズマを利用した半導体ウェーハ処理装置のうち、プラズマＣＶＤ装置５００の一例を示した平面図である。
【０００３】
搬送ロボット５７０を内蔵したロードロック室５１０の周辺にはゲート弁５６２、５６４、５６６および５４２をそれぞれ介して反応処理室５５２、５５４および５５６ならびにカセット室５２０の各ユニットが設置されている。それぞれのユニットは気密構造になっており、カセット室５２０にはカセット５３０を出し入れするための外ゲート弁５４４がゲート弁５４２とは別に設けられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このような構造のプラズマＣＶＤ装置５００では、カセット室５２０と反応処理室５５２、５５４、５５６との間での半導体ウェーハ５の搬送はロードロック室５１０の搬送ロボット５７０のみによって行っていたので、半導体ウェーハ５の処理効率を向上させることは困難であった。スループットを稼ぐためにはロードロック室５１０をさらに多角形として反応処理室５５２、５５４、５５６を増す必要があるが、このようにすると、搬送ロボット５７０による搬送が基板処理速度をますます律速するようになり、やはり半導体ウェーハ５の処理効率を向上させることは困難であった。
【０００５】
従って、本発明の目的は、高い基板処理効率が得られ、スループットの優れた基板処理装置ならびにそれに好適に使用可能な基板搬送機および基板搬送装置を提供することにある。
【０００６】
本発明の他の目的は、プラズマ処理に適した基板処理装置ならびにそれに好適に使用可能な基板搬送機および基板搬送装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、
基板処理室と、前記基板処理室外に設けられ複数の基板を実質的に鉛直方向に積層して保持可能な第１の基板保持手段と、前記基板処理室内に設けられ複数の前記基板を実質的に水平方向に並べて保持可能な第２の基板保持手段と、前記処理室外に設けられた第１の基板保持手段と前記処理室に設けられた第２の基板保持手段との間で前記基板を搬送可能な基板搬送機とを有し、前記基板搬送機が前記基板を搭載可能な複数の基板搭載手段を備え、前記複数の基板搭載手段が同一の関節に取り付けられ、前記複数の基板搭載手段が、前記基板を搭載する基板搭載部をそれぞれ有し、前記複数の基板搭載手段を前記関節の回りに閉じることによって前記基板搭載部を互いに実質的に鉛直方向に積層した状態で、前記複数の基板搭載手段によって前記処理室外に設けられた第１の基板保持手段から複数の前記基板を実質的に鉛直方向に積層して受け取り可能および／または前記処理室外に設けられた第１の基板保持手段に複数の前記基板を実質的に鉛直方向に積層して載置可能であり、前記複数の基板搭載手段を前記第２の基板保持手段側にまず伸ばしその後前記複数の基板搭載手段を前記関節の回りに展開することによって、または前記複数の基板搭載手段を前記第２の基板保持手段側に伸ばしながら前記複数の基板搭載手段を前記関節の回りに展開することによって、前記基板搭載部を互いに実質的に水平方向に並べた状態で、前記複数の基板搭載手段によって前記処理室に設けられた第２の基板保持手段から複数の前記基板を受け取り可能および／または前記処理室に設けられた第２の基板保持手段に複数の前記基板を実質的に水平方向に並べて載置可能であり、前記処理室に設けられた第２の基板保持手段に載置された複数の前記基板は前記処理室で処理可能であることを特徴とする基板処理装置が提供される。
また、本発明によれば、
複数の基板を実質的に鉛直方向に積層して保持可能な第１の基板保持手段と、複数の前記基板を実質的に水平方向に並べて保持可能な第２の基板保持手段との間で前記基板を搬送可能な基板搬送機であって、前記基板搬送機が前記基板を搭載可能な複数の基板搭載手段を備え、前記複数の基板搭載手段が同一の関節に取り付けられ、前記複数の基板搭載手段が、前記基板を搭載する基板搭載部をそれぞれ有し、前記複数の基板搭載手段を前記関節の回りに閉じることによって前記基板搭載部を互いに実質的に鉛直方向に積層した状態で、前記複数の基板搭載手段によって前記第１の基板保持手段から複数の前記基板を実質的に鉛直方向に積層して受け取り可能および／または前記第１の基板保持手段に複数の前記基板を実質的に鉛直方向に積層して載置可能であり、前記複数の基板搭載手段を前記第２の基板保持手段側にまず伸ばしその後前記複数の基板搭載手段を前記関節の回りに展開することによって、または前記複数の基板搭載手段を前記第２の基板保持手段側に伸ばしながら前記複数の基板搭載手段を前記関節の回りに展開することによって、前記基板搭載部を互いに実質的に水平方向に並べた状態で、前記複数の基板搭載手段によって前記第２の基板保持手段から複数の前記基板を受け取り可能および／または前記第２の基板保持手段に複数の前記基板を実質的に水平方向に並べて載置可能であることを特徴とする基板搬送機が提供される。
また、本発明によれば、
基板処理室と、該基板処理室外に設けられた複数の基板を実質的に鉛直方向に積層して保持可能な第１の基板保持手段と、前記基板処理室に設けられた複数の前記基板を実質的に水平方向に並べて保持可能な第２の基板保持手段と、前記処理室外に設けられた第１の基板保持手段と前記処理室に設けられた第２の基板保持手段との間で前記基板を搬送可能な基板搬送機であって、前記基板をそれぞれれ搭載可能な複数の基板搭載手段を備え、前記複数の基板搭載手段が同一の関節に取り付けられ、前記複数の基板搭載手段が、前記基板を搭載する基板搭載部をそれぞれ有し、前記複数の基板搭載手段が同一の関節に取り付けられた基板搬送機を用いて、前記複数の基板搭載手段を前記関節の回りに閉じることによって前記基板搭載部を互いに実質的に鉛直方向に積層した状態で、前記複数の基板搭載手段によって前記処理室外に設けられた第１の基板保持手段から複数の前記基板を実質的に鉛直方向に積層して受け取った後、前記複数の基板搭載手段を前記第２の基板保持手段側にまず伸ばしその後前記複数の基板搭載手段を前記関節の回りに展開することによって、または前記複数の基板搭載手段を前記第２の基板保持手段側に伸ばしながら前記複数の基板搭載手段を前記関節の回りに展開することによって、前記基板搭載部を互いに実質的に水平方向に並べた状態で、前記複数の基板搭載手段によってこの複数の基板を前記処理室に設けられた第２の基板保持手段に実質的に水平方向に並べて載置し、この複数の基板を前記基板処理室で処理することを特徴とする基板処理方法が提供される。
また、本発明によれば、
基板搬送部と、
前記基板搬送部に取り付けられた第１のモジュールと、
前記基板搬送部内に設けられた第１の基板搬送手段であって、基板を前記第１のモジュールに搬送可能な第１の基板搬送手段と、を備える基板処理装置であって、
前記第１のモジュールが、
前記基板を処理する気密構造の基板処理室と、
前記基板処理室と前記基板搬送部との間に設けられた気密構造の第１および第２の中間室であって、前記基板処理室側の前記第１の中間室と、前記基板搬送部側の前記第２の中間室と、
前記基板処理室と前記第１の中間室との間に設けられた第１のバルブであって閉じた場合には前記基板処理室と前記第１の中間室との間を気密にすることができ、開いた場合には前記基板がその内部を通って移動可能な第１のバルブと、
前記第１の中間室と前記第２の中間室との間に設けられた第２のバルブであって閉じた場合には前記第１の中間室と前記第２の中間室との間を気密にすることができ、開いた場合には前記基板がその内部を通って移動可能な第２のバルブと、
前記第２の中間室と前記基板搬送部との間に設けられた第３のバルブであって閉じた場合には前記第２の中間室と前記基板搬送部との間を気密にすることができ、開いた場合には前記基板がその内部を通って移動可能な第３のバルブとを備え、
前記第２の中間室には、複数の前記基板を実質的に鉛直方向に積層して保持可能な第１の基板保持手段が設けられ、
前記基板処理室には、複数の前記基板を実質的に水平方向に並べて保持可能な第２の基板保持手段が設けられ、
前記第１の中間室には、前記第１の基板保持手段に実質的に鉛直方向に保持されている複数の前記基板を前記第２の基板保持手段に実質的に水平方向に並べて載置可能な第２の基板搬送手段が設けられていることを特徴とする第１の基板処理装置が提供される。
【０００８】
また、本発明によれば、
基板搬送部と、
前記基板搬送部に取り付けられた複数の第２のモジュールと、
前記基板搬送部内に設けられた第１の基板搬送手段であって、基板を前記複数の第２のモジュールに搬送可能な第１の基板搬送手段と、を備える基板処理装置であって、
前記複数の第２のモジュールのそれぞれが、
前記基板を処理する気密構造の基板処理室と、
前記基板処理室と前記基板搬送部との間に設けられた気密構造の第１および第２の中間室であって、前記基板処理室側の前記第１の中間室と、前記基板搬送部側の前記第２の中間室と、
前記基板処理室と前記第１の中間室との間に設けられた第１のバルブであって閉じた場合には前記基板処理室と前記第１の中間室との間を気密にすることができ、開いた場合には前記基板がその内部を通って移動可能な第１のバルブと、
前記第１の中間室と前記第２の中間室との間に設けられた第２のバルブであって閉じた場合には前記第１の中間室と前記第２の中間室との間を気密にすることができ、開いた場合には前記基板がその内部を通って移動可能な第２のバルブと、
前記第２の中間室と前記基板搬送部との間に設けられた第３のバルブであって閉じた場合には前記第２の中間室と前記基板搬送部との間を気密にすることができ、開いた場合には前記基板がその内部を通って移動可能な第３のバルブとを備え、
前記第２の中間室には、複数の前記基板を実質的に鉛直方向に積層して保持可能な第１の基板保持手段が設けられ、
前記基板処理室には、複数の前記基板を実質的に水平方向に並べて保持可能な第２の基板保持手段が設けられ、
前記第１の中間室には、前記第１の基板保持手段に実質的に鉛直方向に保持されている複数の前記基板を前記第２の基板保持手段に実質的に水平方向に並べて載置可能な第２の基板搬送手段が設けられていることを特徴とする第２の基板処理装置が提供される。
【０００９】
本発明の第１の基板処理装置は、基板を第１のモジュールに搬送可能な第１の基板搬送手段と、第１のモジュールに設けられた第１の基板保持手段と、第１のモジュールに設けられ第１の基板保持手段から基板処理室の第２の基板保持手段に基板を載置可能な第２の基板搬送手段が設けられているから、第１のモジュールへの基板搬送と、第１のモジュール内での基板搬送とを独立したものとすることができ、その結果、基板搬送を効率よく行えるようになり、スループットが向上する。
【００１０】
本発明の第２の基板処理装置は、基板を第２のモジュールに搬送可能な第１の基板搬送手段と、第２のモジュールのそれぞれに設けられた第１の基板保持手段と、第２のモジュールのそれぞれに設けられ第１の基板保持手段から基板処理室の第２の基板保持手段に基板を載置可能な第２の基板搬送手段が設けられているから、第２のモジュールへの基板搬送と、第２のモジュール内での基板搬送とを独立したものとすることができ、その結果、基板搬送を効率よく行えるようになり、スループットが向上する。
【００１１】
そして、本発明の第２の基板処理装置においては、基板処理室をそれぞれ備える複数の第２のモジュールが基板搬送部に取り付けられているから、その分、基板処理の効率を高めることができる。
【００１２】
さらに、第１の基板処理装置の第１のモジュールおよび第２の基板処理装置の複数の第２のモジュールのそれぞれが、
基板を処理する気密構造の基板処理室と、基板処理室と基板搬送部との間に設けられた気密構造の第１および第２の中間室であって、基板処理室側の第１の中間室と、基板搬送部側の第２の中間室と、基板処理室と第１の中間室との間に設けられた第１のバルブであって閉じた場合には基板処理室と第１の中間室との間を気密にすることができ、開いた場合には基板がその内部を通って移動可能な第１のバルブと、第１の中間室と第２の中間室との間に設けられた第２のバルブであって閉じた場合には第１の中間室と第２の中間室との間を気密にすることができ、開いた場合には基板がその内部を通って移動可能な第２のバルブと、第２の中間室と基板搬送部との間に設けられた第３のバルブであって閉じた場合には第２の中間室と基板搬送部との間を気密にすることができ、開いた場合には基板がその内部を通って移動可能な第３のバルブとを備えているから、
第１の基板処理装置の第１のモジュールおよび第２の基板処理装置の複数の第２のモジュールの各々のモジュールの第１の中間室と第２の中間室と基板処理室とをそれぞれ独立して気密に保つことができて、第１の基板処理装置の第１のモジュール内ならびに第２の基板処理装置の複数の第２のモジュールの各々のモジュール内および第２の基板処理装置の複数の第２のモジュール間において第１の中間室と第２の中間室と基板処理室とを独立して所定のガス雰囲気や真空雰囲気にすることができ、しかも、基板処理室と第１の中間室との間、第１の中間室と第２の中間室との間および第２の中間室と基板搬送部との間をそれぞれ基板が移動できる。そして、このように第１および第２の中間室と基板処理室とを独立して気密に保つことができるので、第２の中間室はロードロック室として機能させることができる。なお、このような第１および第２のバルブとしては、好ましくはゲートバルブが用いられる。
【００１３】
また、第２の基板搬送手段に加えて第１の基板保持手段をさらに設けているから、基板の保持機能と搬送機能とを分離することができるようになり、例えば、ある基板を基板保持手段で保持して冷却等を行っている間に他の基板を基板搬送手段で基板処理室に搬送することができるようになり、より効率的に基板の処理を行うことができるようになる。
【００１４】
さらに、第２の中間室には、複数の基板を実質的に鉛直方向に積層して保持可能な第１の基板保持手段が設けられているから、複数の基板を同時にこの第１の基板保持手段に搬送し、また第１の基板保持手段から搬出でき、基板搬送効率を向上させることができ、スループットを向上させることができる。
【００１５】
そして、第１の基板保持手段は複数の基板を実質的に鉛直方向に積層して保持可能だから、基板として例えば、半導体ウェーハ等を使用する場合であって、基板搬送部に例えば半導体ウェーハ用のカセットを使用する場合には、半導体ウェーハを積層した状態でカセットと第１の基板保持手段との間で複数の半導体ウェーハを搬送すればよくなるので、第１の基板搬送手段の構造を簡単なものとすることができる。
【００１６】
また、基板処理室には、複数の基板を実質的に水平方向に並べて保持可能な第２の基板保持手段が設けられているから、基板処理室における基板処理の効率が向上し、スループットが向上する。
【００１７】
そして、第２の基板保持手段は、複数の基板を実質的に水平方向に並べて保持可能だから、この基板処理室においては、プラズマ処理等を基板間で均一に行うことができる。
【００１８】
そして、本発明の基板処理装置においては、第２の基板搬送手段によって、第１の基板保持手段に実質的に鉛直方向に保持されている複数の基板を第２の基板保持手段に実質的に水平方向に並べて載置可能である。
【００１９】
好ましくは、前記第２の基板搬送手段が、前記第２の基板保持手段に実質的に水平方向に並べて保持されている前記複数の基板を前記第１の基板保持手段に実質的に鉛直方向に積層して載置可能な基板搬送手段である。
【００２０】
このようにすれば、第１の基板処理装置の第１のモジュールにおいて、および第２の基板処理装置の複数の第２のモジュールの各々のモジュールにおいて、第２の基板搬送手段によって、第２の基板保持手段と第１の基板保持手段との間で両方向に基板をそれぞれ搬送可能となる。
【００２１】
従って、特に、第２の基板処理装置においては、他の第２のモジュールの基板処理室における処理状態とは無関係に基板処理室に基板を搬入でき基板処理室から基板を搬出できる。このように、第２の基板処理装置においては、複数の第２のモジュールの各々のモジュールに基板処理室と第２の基板搬送手段とがそれぞれ設けられているから、他の基板処理室での処理状態とは無関係に基板を搬出でき、その結果、複数の第２のモジュールの各々のモジュールにおいて基板が加熱される時間をそれぞれ一定に保つことができる。
【００２２】
好ましくは、前記第２の基板搬送手段が、前記第１の基板保持手段から複数の前記基板を実質的に鉛直方向に積層してほぼ同時に受け取り可能であり、その後前記複数の基板を前記第２の基板保持手段に実質的に水平方向に並べて載置可能な基板搬送手段である。
【００２３】
このようにすれば、第２の基板搬送手段が、第１の基板保持手段から複数の前記基板をほぼ同時に受け取り可能となるので、基板の搬送効率が向上し、スループットが向上する。
【００２４】
また、好ましくは、前記第２の基板搬送手段が、前記第２の基板保持手段に実質的に水平方向に並べて保持された複数の前記基板を受け取り可能であり、その後前記複数の基板を実質的に鉛直方向に積層して前記第１の基板保持手段にほぼ同時に載置可能な基板搬送手段である。
【００２５】
このようにすれば、第２の基板搬送手段が、第１の基板保持手段に複数の前記基板をほぼ同時に載置可能となるので、基板の搬送効率が向上し、スループットが向上する。
【００２６】
また、好ましくは、前記第２の基板搬送手段が、複数の前記基板を前記第２の基板保持手段に一枚ずつ載置可能および／または複数の前記基板を前記第２の基板保持手段から一枚ずつ受け取り可能な基板搬送手段である。このようにすれば、第２の基板搬送手段の構造等を簡単なものとすることができる。
【００２７】
また、好ましくは、前記第２の基板搬送手段が、複数の前記基板を前記第２の基板保持手段に同時に載置可能および／または複数の前記基板を前記第２の基板保持手段から同時に受け取り可能な基板搬送手段である。このようにすれば、基板搬送効率がより一層向上し、スループットがより一層向上する。
【００２８】
好ましくは、前記第２の基板搬送手段が、多関節ロボットである。
【００２９】
この場合に、好ましくは、
前記多関節ロボットが複数の関節と複数のアームとを備え、
前記複数のアームのうち最先端のアームを前記基板を搭載可能な基板搭載アームとし、
前記基板搭載アームが前記第２の基板保持手段側に伸びた状態で前記基板搭載アームを利用して前記第２の基板保持手段に前記基板を載置可能および／または前記第２の基板保持手段から前記基板を受け取り可能である。
【００３０】
このように、基板搭載アームが第２の基板保持手段側に伸びた状態で基板搭載アームを利用して前記第２の基板保持手段に前記基板を載置および／または前記第２の基板保持手段から前記基板を受け取り可能とすれば、基板処理室と第１の中間室との間に設けられた第１のバルブの開口幅を小さくすることができ、その結果、第１の基板処理装置においては第１のモジュールを、第２の基板処理装置においては複数の第２のモジュールを、それぞれ簡略かつ安価に構成できるようになる。
【００３１】
また、好ましくは、
前記基板搭載アームが同一の関節に取り付けられた複数の副基板搭載アームを備え、前記複数の副基板搭載アームを閉じることによって前記複数の副基板搭載アームの基板搭載部を互いに実質的に鉛直方向に積層するようにした状態で、前記複数の副基板搭載アームによって前記第１の基板保持手段から複数の前記基板を実質的に鉛直方向に積層してほぼ同時に受け取り可能および／または前記第１の基板保持手段に複数の前記基板を実質的に鉛直方向に積層してほぼ同時に載置可能である。
【００３２】
このようにすれば、第１の基板保持手段と第２の基板搬送手段との間で複数の基板を容易に同時に受け取れるので、基板搬送の効率がさらに向上し、スループットがさらに向上する。
【００３３】
また、好ましくは、
前記基板搭載アームが同一の関節に取り付けられた複数の副基板搭載アームを備え、前記複数の副基板搭載アームを前記関節の回りに展開することによって前記複数の副基板搭載アームの基板搭載部を実質的に水平方向に展開した状態で、前記複数の副基板搭載アームによって前記第２の基板保持手段から複数の前記基板をほぼ同時に受け取り可能および／または前記第２の基板保持手段に複数の前記基板を実質的に水平方向に並べてほぼ同時に載置可能である。
【００３４】
このようにすれば、第２の基板保持手段と第２の基板搬送手段との間で複数の基板を容易に同時に受け取れるので、基板搬送の効率がさらに向上し、スループットがさらに向上する。
【００３５】
また、好ましくは、
前記基板搭載アームを前記第２の基板保持手段側にまず伸ばしその後前記複数の副基板搭載アームを前記関節の回りに展開することによって前記複数の副基板搭載アームの基板搭載部を実質的に水平方向に展開可能であって、前記複数の副基板搭載アームを前記関節の回りに展開することによって前記複数の副基板搭載アームの基板搭載部を実質的に水平方向に展開した状態で前記複数の副基板搭載アームを利用して前記第２の基板保持手段から前記複数の基板をほぼ同時に受け取り可能および／または前記第２の基板保持手段に前記複数の基板を実質的に水平方向に並べてほぼ同時に載置可能である。
【００３６】
このようにすれば、第２の基板保持手段と第２の基板搬送手段との間で複数の基板を容易に同時に受け渡しすることができ基板搬送の効率がさらに向上するだけでなく、基板処理室と第１の中間室との間に設けられた第１のバルブの開口幅を小さくすることができ、その結果、第１の基板処理装置においては第１のモジュールを、第２の基板処理装置においては複数の第２のモジュールを、それぞれ簡略かつ安価に構成できるようになる。
【００３７】
また、好ましくは、
前記基板搭載アームを前記第２の基板保持手段側に伸ばしながら前記複数の副基板搭載アームを前記関節の回りに展開することによって前記複数の副基板搭載アームの基板搭載部を実質的に水平方向に展開可能であって、前記複数の副基板搭載アームを前記関節の回りに展開することによって前記複数の副基板搭載アームの基板搭載部を実質的に水平方向に展開した状態で前記複数の副基板搭載アームを利用して前記第２の基板保持手段から前記複数の基板をほぼ同時に受け取り可能および／または前記第２の基板保持手段に前記複数の基板を実質的に水平方向に並べてほぼ同時に載置可能である。
【００３８】
このようにしても、第２の基板保持手段と第２の基板搬送手段との間で複数の基板を容易に同時に受け渡しすることができ基板搬送の効率がさらに向上するだけでなく、基板処理室と第１の中間室との間に設けられた第１のバルブの開口幅を小さくすることができ、その結果、第１の基板処理装置においては第１のモジュールを、第２の基板処理装置においては複数の第２のモジュールを、それぞれ簡略かつ安価に構成できるようになる。
【００３９】
好ましくは、前記複数の副基板搭載アームの開閉がベベルギアを利用して行われる。
【００４０】
また、本発明の基板処理装置は、好ましくは、前記第２の基板保持手段に対して前記基板を昇降可能な基板昇降手段をさらに備える。
【００４１】
このようにすれば、第２の基板搬送手段を昇降する手段を設けなくともよくなり、また第２の基板搬送手段によって搬送されている基板を昇降させる機構を第２の基板搬送手段に合わせ持たせる必要もなくなるので、第２の基板搬送手段の構造や第１および第２の基板処理装置の構造が簡単となり安価に製造できるようになる。
【００４２】
そして、さらに好ましくは、前記第２の基板保持手段が複数の前記基板がそれぞれ保持される複数の基板保持部を備え、前記複数の基板保持部の各々に応じて前記基板昇降手段による昇降の程度を可変とする。
【００４３】
このようにすれば、例えば、第２の基板搬送手段が複数の副基板搭載アームを有する場合等においては、その複数の副基板搭載アームの基板搭載部が実質的に水平方向に展開した場合にその複数の基板搭載アームの基板搭載部に高低差があっても、容易に複数の基板を第２の基板保持手段に搭載でき、また、第２の基板保持手段から容易に複数の基板を受け取ることができる。
【００４４】
なお、好ましくは、前記第２の基板保持手段がサセプターであり、前記基板昇降手段が前記サセプターに対して昇降可能なピンまたはペデスタルである。
【００４５】
また、本発明の第１および第２の基板処理装置の基板処理室においては、好ましくは、プラズマＣＶＤ法、ホットウォールＣＶＤ法、光ＣＶＤ法等の各種ＣＶＤ法等による絶縁膜、配線用金属膜、ポリシリコン、アモルファスシリコン等の成膜や、エッチング、アニール等の熱処理、エピタキシャル成長、拡散等が行われる。
【００４６】
そして、本発明においては、基板処理室の第２の基板保持手段は複数の基板を実質的に水平方向に並べて保持可能であるので、本発明の第１および第２の基板処理装置の基板処置室においては、特に好ましくは、プラズマエッチング、プラズマＣＶＤ、プラズマアッシング等、プラズマを利用して基板を処理するプラズマ処理が行われる。
【００４７】
このように複数の基板を実質的に水平方向に並べて保持すれば、プラズマ処理装置の電極との距離が複数の基板間でほぼ等しくでき、その結果、複数の基板がさらされるプラズマの密度が基板間で均一となり、基板間でプラズマ処理が均一に行えるようになる。
【００４８】
また、好ましくは、前記第２の基板搬送手段が、前記基板処理室において一度に処理される前記基板の枚数と同じ枚数の前記基板を同時に搬送可能である。このようにすれば、基板の搬送効率が向上し、スループットが向上する。
【００４９】
また、好ましくは、前記第１の基板保持手段が前記基板処理室において一度に処理される前記基板の枚数の少なくとも２倍以上の枚数の基板を保持可能である。
【００５０】
このようにすれば、基板処理室で基板を処理している間に予め第１の基板保持手段に次に処理すべき基板を保持しておくことができ、基板処理室から第１の基板保持手段に処理後の基板を取り出した後、すぐに次の基板処理のための基板を基板処理室に供給できる。その結果、基板を効率よく処理することができ、スループットを高くすることができる。
【００５１】
また、前記第１の基板保持手段が前記第２の基板保持手段よりも少なくとも２倍以上の枚数の基板を保持可能であることが好ましく、このようにすれば、第１の基板保持手段が、基板処理室のそれぞれにおいて一度に処理される基板の枚数の少なくとも２倍以上の枚数の基板を保持可能となり、基板処理室で基板を処理している間に予め第１の基板保持手段に次に処理すべき基板を保持しておくことができ、基板処理室から第１の基板保持手段に処理後の基板を取り出した後、すぐに次の基板処理のための基板を基板処理室に供給でき、その結果、基板を効率よく処理することができ、スループットを高くすることができる。
【００５２】
そして、さらに好ましくは、前記第１の基板保持手段が、前記基板処理室で処理される前の基板を保持する処理前基板保持部と、前記基板処理室で処理された後の基板を保持する処理済基板保持部であって前記処理前基板保持部とは異なる前記処理済基板保持部とを備える。
【００５３】
このようにすれば、基板処理室で基板を処理している間に予め第１の基板保持手段の処理前基板保持部に次に処理すべき基板を保持しておくことができ、基板処理室から取り出した処理後の基板は第１の基板保持手段の処理済基板保持部に保持できるから、処理後の基板を取り出して処理済基板保持部に保持した後、すぐに次の基板処理のための基板を処理前基板保持部から基板処理室に供給でき、その結果、基板を効率よく処理することができ、スループットを高くすることができる。
【００５４】
また、好ましくは、前記第１の基板保持手段を昇降可能な昇降手段をさらに備える。このように、第１の基板保持手段を昇降可能とすれば、第２の基板搬送手段には昇降機能を設けなくともよくなり、その結果、第２の基板搬送手段の構造が簡単となり、安価に製造できるようになる。
【００５５】
また、好ましくは、前記第１の基板保持手段が耐熱性の基板保持手段である。
【００５６】
このようにすれば、処理が終わった基板をすぐに第１の基板保持手段に搬送でき、基板搬送の効率が向上し、また、第１の基板保持手段で処理後の基板を冷却することができるようになり、第１の基板保持手段が設けられている第１の中間室を基板処理室で処理が終わった高温の基板を冷却する基板冷却室として使用できる。
【００５７】
なお、耐熱性の第１の基板保持手段は、石英、ガラス、セラミックスまたは金属からなることが好ましく、このような材料から構成すれば、第１の中間室を真空にしても、第１の基板保持手段からアウトガス等の不純物が発生することはないので、第１の中間室の雰囲気を清浄に保つことができる。なお、セラミックスとしては、焼結させたＳｉＣや焼結させたＳｉＣの表面にＳｉＯ2 膜等をＣＶＤコートしたものやアルミナ等が好ましく用いられる。
【００５８】
また、好ましくは、前記第１の基板搬送手段が、複数枚の前記基板を同時に搬送可能である。このようにすれば、基板の搬送効率がさらに向上し、スループットがさらに向上する。
【００５９】
また、好ましくは、
前記第１のモジュールおよび前記複数の第２のモジュールのそれぞれが、
前記基板を処理する前記基板処理室であって真空的に気密な構造の前記基板処理室と、
前記基板処理室と前記基板搬送部との間に設けられ、真空的に気密な構造の前記第１および第２の中間室であって、前記基板処理室側の前記第１の中間室と、前記基板搬送部側の前記第２の中間室と、
前記基板処理室と前記第１の中間室との間に設けられた前記第１のバルブであって閉じた場合には前記基板処理室と前記第１の中間室との間を真空的に気密にすることができ、開いた場合には前記基板がその内部を通って移動可能な前記第１のバルブと、
前記第１の中間室と前記第２の中間室との間に設けられた前記第２のバルブであって閉じた場合には前記第１の中間室と前記第２の中間室との間を真空的に気密にすることができ、開いた場合には前記基板がその内部を通って移動可能な前記第２のバルブと、
前記第２の中間室と前記基板搬送部との間に設けられた前記第３のバルブであって閉じた場合には前記第２の中間室と前記基板搬送部との間を真空的に気密にすることができ、開いた場合には前記基板がその内部を通って移動可能な前記第３のバルブとを備える。
【００６０】
このようにすれば、第１の基板処理装置の第１のモジュールおよび第２の基板処理装置の複数の第２のモジュールの各々のモジュールの第１の中間室と第２の中間室と基板処理室とをそれぞれ独立して真空的に気密に保つことができて、第１の基板処理装置の第１のモジュール内ならびに第２の基板処理装置の複数の第２のモジュールの各々のモジュール内および第２の基板処理装置の複数の第２のモジュール間において第１の中間室と第２の中間室と基板処理室とを独立して所定の真空雰囲気にすることができ、しかも、基板処理室と第１の中間室との間、第１の中間室と第２の中間室との間および第２の中間室と基板搬送部との間をそれぞれ基板が移動できる。そして、このように第１、第２の中間室と基板処理室とを独立して真空的に気密に保つことができるので、第２の中間室を真空用のロードロック室として機能させることができる。
【００６１】
そして、このような真空的に気密な構造の第１の中間室には第１の基板保持手段と基板処理室との間で搬送可能な第２の基板搬送手段が設けられているので、第１の基板処理装置の第１のモジュールおよび第２の基板処理装置の複数の第２のモジュールの各々のモジュールへの基板の搬送は基板搬送部に設けられた第１の基板搬送手段によって大気圧下で行い、真空中での基板の搬送は第１の基板処理装置の第１のモジュールおよび第２の基板処理装置の複数の第２のモジュールの各々のモジュールの第１の中間室に設けられた第２の基板搬送手段で行うようにすることができる。従って、基板を搬送する機構を設ける領域を全て真空的に気密な構造とする必要がなくなり、第１の基板処理装置の第１のモジュールおよび第２の基板処理装置の複数の第２のモジュールの各々のモジュールに基板を搬送する基板搬送部は大気圧下で搬送を行う領域とすることができ、真空的に気密な構造の領域は第１の基板処理装置の第１のモジュールおよび第２の基板処理装置の複数の第２のモジュールの各々のモジュールの第１の中間室に分割することができる。その結果、基板搬送部の構造や第１の基板搬送手段の構造を簡単なものとすることができ、安価に製作できるようになる。また、第１の基板処理装置の第１のモジュールおよび第２の基板処理装置の複数の第２のモジュールの各々のモジュールの第１の中間室のそれぞれの容積も小さくなり、その壁の厚みを薄くしても強度が保てるようになり、その結果、安価に製作できるようになる。さらに、第１の中間室に設けられた第２の基板搬送手段においても、その鉛直方向の昇降動作を必要最小限に抑えることができるので、その制作費も安価なものとなり、また、真空的に気密な構造の第１の中間室内において第２の基板搬送手段の駆動部から発生する可能性のあるパーティクルも最小限に抑えることができる。
【００６２】
なお、同じく真空的に気密な構造である第２の中間室も第１の基板処理装置の第１のモジュールおよび第２の基板処理装置の複数の第２のモジュールの各々のモジュールにそれぞれ設けられているので、それぞれの容積も小さくなり、その壁の厚みも薄くしても強度が保てるようになり、その結果、安価に製作できるようになる。
【００６３】
また、本発明の第１および第２の基板処理装置においては、基板処理室と第１の中間室と第２の中間室とが共に真空的に気密な構造である場合には、基板処理室と第１の中間室と第２の中間室とが減圧可能であることが好ましいが、その場合には、さらに好ましくは、基板処理室と第１の中間室と第２の中間室とを互いに独立して減圧可能とする。
【００６４】
また、好ましくは、前記基板搬送部が大気圧下で前記基板を搬送する基板搬送部である。
【００６５】
基板搬送部が大気圧下で基板を搬送する基板搬送部であると、基板搬送部に設けられる第１の基板搬送手段の構造が簡単なものとなり、安価に製造できるようになる。加えて、基板搬送部も気密構造のチャンバーの中に設ける必要がなく、筺体で覆えばよくなるので、構造が簡単となり、製造費も低減することができる。
【００６６】
そして、本発明の第１および第２の基板処理装置は、前記基板搬送部が大気圧下で前記基板を搬送する基板搬送部であって、前記基板処理室が減圧下で前記基板の処理を行う基板処理室である場合に、特に有効に機能する。
【００６７】
また、本発明の第２の基板処理装置においては、好ましくは、前記複数の第２のモジュールが互いに離間して鉛直方向に積み重ねられ、前記複数の第２のモジュールのそれぞれが取り外し可能に前記基板搬送部に取り付けられている。
【００６８】
このように、複数の第２のモジュールを鉛直方向に積み重ねて設けているから、第２のモジュールを複数使用して基板の処理効率を高くしても、第２の基板処理装置によるクリーンルームの占有面積を増加させることがなく、また、装置のメンテナンス領域も増加させることがない。
【００６９】
さらに、このように鉛直方向に積み重ねられた複数の第２のモジュールが、互いに離間して、それぞれが取り外し可能に基板搬送部に取り付けられているから、いずれかの第２のモジュールにメンテナンスが必要となった場合に、メンテナンスが必要な第２のモジュールのみを容易に取り外すことができ、その第２のモジュールのメンテナンスを行っている際にも他の第２のモジュールを稼働させることができ、その結果、第２の基板処理装置の稼働効率が大幅に向上する。
【００７０】
また、複数の第２のモジュールが、互いに離間して、それぞれが取り外し可能に基板搬送部に取り付けられているから、基板搬送部に取り付ける第２のモジュールの数を、時間当たりの必要処理枚数や処理の種類に応じて適宜選択できる。
【００７１】
これに対して、図１７に示した従来のプラズマＣＶＤ装置５００では、スループットを稼ぐために反応処理室５５２、５５４および５５６が３個設けられているが、より一層のスループットを得るにはロードロック室５１０をさらに多角形として反応処理室５５２、５５４、５５６を増す必要がある。スループットを稼ぐ目的で、ロードロック室５１０を多角形にすると、ロードロック室５１０が大きくなるばかりでなく、これに連結される反応処理室５５２、５５４、５５６のメンテナンススペース５８０も大きくなり、装置の占有面積は増大するばかりである。
【００７２】
クリーンルームを必要とする半導体製造工場においては、設備投資額及び設備の維持管理費は大きな負担となっており、この負担を軽減するために、小占有面積の装置が強く望まれている。上述のように、複数の第２のモジュールを鉛直方向に積み重ねて設けることにより、モジュールを複数使用して基板の処理効率を高くしても、第２の基板処理装置によるクリーンルームの占有面積を増加させることがなくなり、また、装置のメンテナンス領域も増加させることがなくなる。
【００７３】
また、本発明の第１および第２の基板処理装置においては、好ましくは、複数の前記基板を収容可能なカセットを保持するカセット保持手段が前記基板搬送部にさらに設けられ、前記第１の基板搬送手段が前記カセット保持手段に保持される前記カセットと前記第１の基板処理装置の前記第１のモジュールおよび前記第２の基板処理装置の前記複数の第２のモジュールの各々のモジュールとの間でそれぞれ前記基板を搬送可能である。
【００７４】
この場合に、好ましくは、前記第１の基板搬送手段が前記カセットを搬送可能な構造を有している。
【００７５】
このようにすれば、第１の基板搬送手段で基板搬送手段とカセット搬送手段を兼ねることができるので、基板搬送手段の昇降手段とカセット搬送手段の昇降手段とを共通化することができ、昇降装置の制作費が低減でき、また、基板搬送部の占有床面積を小さくでき、ひいては第１および第２の基板処理装置の占有面積を小さくできる。
【００７６】
また、本発明の第１および第２の基板処理装置においては、好ましくは、前記第１の基板搬送手段を昇降可能な昇降機をさらに前記基板搬送部に備えることによって、前記第１の基板処理装置の前記第１のモジュールおよび前記第２の基板処理装置の前記複数の第２のモジュールの各々のモジュールに第１の基板搬送手段が対応可能とする。
【００７７】
また、本発明の第１および第２の基板処理装置においては、好ましくは、前記基板搬送部が、前記カセット保持手段と異なる所定の高さに設けられたカセット投入部であって、前記カセットを前記基板搬送部内に投入および／または前記基板搬送部外に前記カセットを搬出する前記カセット投入部をさらに備える。
【００７８】
半導体製造工場においては、自動搬送ロボットに対応するために、各装置においては、カセットの投入高さが決められている場合が多い。従って、これに対応できるように、上記のように、カセット投入部を所定の高さに設けることが好ましい。この場合に、カセット投入部に投入されたカセットから各モジュール内に基板を搬送する必要が生じるが、本発明においては、第１の基板搬送手段にカセットを搬送可能な構造を設け、第１の基板搬送手段を昇降可能な昇降機を基板搬送部に備え、また、カセットを保持するカセット保持手段を基板搬送部に設けることにより、まず、複数の基板を収容するカセットを所定のカセット保持手段まで昇降機と第１の基板搬送手段によって搬送し、その後、第１の基板搬送手段によってカセットから第１の基板処理装置の第１のモジュールおよび第２の基板処理装置の複数の第２のモジュールの各々のモジュールまで基板をそれぞれ搬送できるので、カセット投入部と第１の基板処理装置の第１のモジュールおよび第２の基板処理装置の複数の第２のモジュールの各々のモジュールとの間のそれぞれの基板の搬送効率が高くなる。
【００７９】
また、本発明によれば、
複数の基板を実質的に鉛直方向に積層して保持可能な第１の基板保持手段と、複数の前記基板を実質的に水平方向に並べて保持可能な第２の基板保持手段との間で前記基板を搬送可能な基板搬送機であって、
前記基板搬送機が前記基板を搭載可能な複数の基板搭載手段を備え、
前記複数の基板搭載手段が、前記基板を搭載する基板搭載部をそれぞれ有し、前記基板搭載部を互いに実質的に鉛直方向に積層した状態で、前記複数の基板搭載手段によって前記第１の基板保持手段から複数の前記基板を実質的に鉛直方向に積層してほぼ同時に受け取り可能および／または前記第１の基板保持手段に複数の前記基板を実質的に鉛直方向に積層してほぼ同時に載置可能であり、
前記基板搭載部を互いに実質的に水平方向に並べた状態で、前記複数の基板搭載手段によって前記第２の基板保持手段から複数の前記基板をほぼ同時に受け取り可能および／または前記第２の基板保持手段に複数の前記基板を実質的に水平方向に並べてほぼ同時に載置可能であることを特徴とする基板搬送機が提供される。
【００８０】
この基板搬送機を用いれば、複数の基板を実質的に鉛直方向に積層して保持可能な第１の基板保持手段と、複数の前記基板を実質的に水平方向に並べて保持可能な第２の基板保持手段との間での基板の搬送効率が向上する。
【００８１】
そして、好ましくは、
前記複数の基板搭載手段が、１つの回転中心の回りに互いの間で実質的に水平方向に開閉可能であり、
前記複数の基板搭載手段を閉じることによって前記基板搭載部を互いに実質的に鉛直方向に積層した状態で、前記複数の基板搭載手段によって前記第１の基板保持手段から複数の前記基板を実質的に鉛直方向に積層してほぼ同時に受け取り可能および／または前記第１の基板保持手段に複数の前記基板を実質的に鉛直方向に積層してほぼ同時に載置可能であり、
前記複数の基板搭載手段を前記回転中心の回りに互いの間で実質的に水平方向に開くことによって前記基板搭載部を互いに実質的に水平方向に並べた状態で、前記複数の基板搭載手段によって前記第２の基板保持手段から複数の前記基板をほぼ同時に受け取り可能および／または前記第２の基板保持手段に複数の前記基板を実質的に水平方向に並べてほぼ同時に載置可能である。
【００８２】
このようにすれば、比較的簡単な構造で上記機能を持つ基板搬送機を実現できる。
【００８３】
この場合に、好ましくは、前記複数の基板搭載手段の開閉がベベルギアを利用して行われる。
【００８４】
また、好ましくは、前記基板搬送機が多関節ロボットである。
【００８５】
また、本発明によれば、
複数の基板を実質的に鉛直方向に積層して保持可能な第１の基板保持手段と、
複数の前記基板を実質的に水平方向に並べて保持可能な第２の基板保持手段と、
前記第１の基板保持手段と前記第２の基板保持手段との間で前記基板を搬送可能な基板搬送機であって、上記基板搬送機（請求項２９乃至３２のいずれかに記載の基板搬送機）と、
を備えることを特徴とする基板搬送装置が提供される。
【００８６】
この基板搬送装置を用いれば、複数の基板を実質的に鉛直方向に積層して保持可能な第１の基板保持手段と、複数の前記基板を実質的に水平方向に並べて保持可能な第２の基板保持手段との間での基板の搬送効率が向上する。
【００８７】
そして、好ましくは、
前記第２の基板保持手段に対して前記基板を昇降可能な基板昇降手段をさらに備える。
【００８８】
このようにすれば、基板搬送機を昇降する手段を設けなくともよくなり、また基板搬送機によって搬送されている基板を昇降させる機構を基板搬送機に合わせ持たせる必要もなくなるので、基板搬送機の構造や基板搬送装置の構造が簡単となり安価に製造できるようになる。
【００８９】
そして、さらに好ましくは、前記第２の基板保持手段が複数の前記基板がそれぞれ保持される複数の基板保持部を備え、前記複数の基板保持部の各々に応じて前記基板昇降手段による昇降の程度を可変とする。
【００９０】
このようにすれば、例えば、基板搬送機の複数の基板搭載手段が回転中心の回りに互いの間で実質的に水平方向に開くこと等によって、基板搭載手段の基板搭載部が実質的に水平方向に並べられた場合に複数の基板搭載手段の基板搭載部に高低差があっても、容易に複数の基板を第２の基板保持手段に搭載でき、また、第２の基板保持手段から容易に複数の基板を受け取ることができる。
【００９１】
なお、好ましくは、前記第２の基板保持手段がサセプターであり、前記基板昇降手段が前記サセプターに対して昇降可能なピンまたはペデスタルである。
【００９２】
また、好ましくは、前記第１の基板保持手段を昇降可能な昇降手段をさらに備える。このように、第１の基板保持手段を昇降可能とすれば、基板搬送機には昇降機能を設けなくともよくなり、その結果、基板搬送機の構造が簡単となり、安価に製造できるようになる。
【００９３】
また、本発明の基板搬送装置は、好ましくは、
前記第２の基板保持手段を収容する第１の室と、
前記基板搬送機を収容する第２の室と、
前記第１の室と前記第２の室との間に設けられたバルブであって閉じた場合には前記第１の室と前記第２の室との間を気密にすることができ、開いた場合には前記基板がその内部を通って移動可能な前記バルブと、
をさらに備え、
前記基板搬送機が、多関節ロボットであり、
前記多関節ロボットが複数の関節と複数のアームとを備え、
前記複数のアームのうち最先端のアームを前記基板を搭載可能な基板搭載アームとし、
前記基板搭載アームが前記複数の基板搭載手段を備えて構成されており、
前記基板搭載アームが前記第２の基板保持手段側に伸びた状態で前記基板搭載手段を利用して前記第２の基板保持手段に前記基板を載置可能および／または前記第２の基板保持手段から前記基板を受け取り可能である。
【００９４】
このように、基板搭載アームが第２の基板保持手段側に伸びた状態で基板搭載手段を利用して前記第２の基板保持手段に前記基板を載置可能および／または前記第２の基板保持手段から前記基板を受け取り可能とすれば、第１の室と第２の室との間に設けられたバルブの開口幅を小さくすることができ、その結果、基板搬送装置を簡略かつ安価に構成できるようになる。
【００９５】
また、好ましくは、
前記基板搭載アームを前記第２の基板保持手段側にまず伸ばしその後前記複数の基板搭載手段の前記基板搭載部を実質的に水平方向に展開可能であって、前記複数の基板搭載手段の前記基板搭載部を実質的に水平方向に並べた状態で前記複数の基板搭載手段を利用して前記第２の基板保持手段から複数の前記基板をほぼ同時に受け取り可能および／または前記第２の基板保持手段に複数の前記基板を実質的に水平方向に並べてほぼ同時に載置可能である。
【００９６】
このようにすれば、第２の基板保持手段と基板搬送機との間で複数の基板を容易に同時に受け渡しすることができ基板搬送の効率が向上するだけでなく、第１の室と第２の室との間に設けられたバルブの開口幅を小さくすることができ、その結果、基板搬送装置を簡略かつ安価に構成できるようになる。
【００９７】
また、好ましくは、
前記基板搭載アームを前記第２の基板保持手段側に伸ばしながら前記複数の基板搭載手段の前記基板搭載部を実質的に水平方向に展開可能であって、前記複数の基板搭載手段の前記基板搭載部を実質的に水平方向に並べた状態で前記複数の基板搭載手段を利用して前記第２の基板保持手段から複数の前記基板をほぼ同時に受け取り可能および／または前記第２の基板保持手段に複数の前記基板を実質的に水平方向に並べてほぼ同時に載置可能である。
【００９８】
このようにしても、第２の基板保持手段と基板搬送機との間で複数の基板を容易に同時に受け渡しすることができ基板搬送の効率が向上するだけでなく、第１の室と第２の室との間に設けられたバルブの開口幅を小さくすることができ、その結果、基板搬送装置を簡略かつ安価に構成できるようになる。
【００９９】
なお、好ましくは、前記基板搬送装置が基板処理装置である。
【０１００】
さらに、好ましくは、前記基板処理装置が、プラズマを利用して前記基板の処理を行うプラズマ処理装置である。
【０１０１】
なお、本発明において処理される基板としては、好ましくは半導体ウェーハが用いられ、その場合には、上記各基板処理装置は半導体ウェーハ処理装置として機能する。
【０１０２】
また、基板としては、液晶表示素子用のガラス基板等を使用することもできる。
【０１０３】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の一実施の形態を図面を参照して説明する。
【０１０４】
図１は、本発明の一実施の形態の半導体ウェーハ処理装置を説明するための図であり、図１Ａは平面図、図１Ｂは断面図であり、図２、図３は、本発明の一実施の形態の半導体ウェーハ処理装置を説明するための断面図であり、図４は、本発明の一実施の形態において使用するカセット搬送兼ウェーハ搬送ロボットを説明するための概略斜視図であり、図５は、本発明の一実施の形態において使用する連結モジュールを説明するための概略横断面図であり、図６は、本発明の一実施の形態において使用する連結モジュールを説明するための図であり、図６Ａは概略横断面図、図６Ｂは概略縦断面図である。
【０１０５】
本実施の形態の半導体ウェーハ処理装置１として、プラズマＣＶＤ装置を例として説明する。
【０１０６】
まず、図１Ａ、図１Ｂを参照すると、半導体ウェーハ処理装置１は、カセットローダユニット１００と、２つの連結モジュール３００とを備えている。
【０１０７】
カセットローダユニット１００は、カセットローダ室１０を備え、カセットローダ室１０の室壁１２に、２つの連結モジュール３００がそれぞれ取り外し可能に取り付けられている。また、２つの連結モジュール３００は、互いに離間して鉛直方向に積み重ねられている。
【０１０８】
このように、複数の連結モジュール３００を鉛直方向に積み重ねて設けているから、連結モジュール３００を複数使用してウェーハ５の処理効率を高くしても、半導体ウェーハ処理装置１によるクリーンルームの占有面積を増加させることがない。
【０１０９】
また、半導体ウェーハ処理装置１のメンテナンス領域は、カセットローダユニット１００側のメンテナンス領域１１２と反応処理室５６側のメンテナンス領域１１４のみであるので、連結モジュール３００を複数使用してウェーハ５の処理効率を高くしても、半導体ウェーハ処理装置１のメンテナンス領域を増加させることがない。
【０１１０】
さらに、このように鉛直方向に積み重ねられた複数の連結モジュール３００が、互いに離間して、それぞれが取り外し可能にカセットローダ室１０の室壁１２に取り付けられているから、いずれかの連結モジュール３００にメンテナンスが必要となった場合に、メンテナンスが必要な連結モジュール３００のみを容易に取り外すことができ、その連結モジュール３００のメンテナンスを行っている際にも他の連結モジュール３００を稼働させることができ、その結果、半導体ウェーハ処理装置１の稼働効率が大幅に向上する。
【０１１１】
また、複数の連結モジュール３００が、互いに離間して、それぞれが取り外し可能にカセットローダ室１０の室壁１２に取り付けられているから、カセットローダ室１０の室壁１２に取り付けるモジュールの数を、時間当たりの必要処理枚数や処理の種類に応じて適宜選択でき、例えば、図２に示すように１段の構成や図３に示すように３段の構成とすることもできる。
【０１１２】
それぞれの連結モジュール３００においては、外ゲートバルブ６２、ロードロック室５２、ゲートバルブ６４、搬送室５４、ゲートバルブ６６および反応処理室５６がカセットローダ室１０から離れるに従ってこの順に連結配置されている。
【０１１３】
ロードロック室５２、搬送室５４および反応処理室５６はそれぞれ真空的に気密な構造であって、それぞれ独立して所定の真空雰囲気にすることができる。
【０１１４】
反応処理室５６にはサセプタ９０が設けられている。反応処理室５６においてはプラズマＣＶＤが行われる。サセプタ９０は、図５に示すように、２枚の半導体ウェーハ５を横に並べて保持する構造である。
【０１１５】
このように２枚の半導体ウェーハ５を横に並べて保持するようにすれば、プラズマ処理装置の電極との距離が２枚のウェーハ５間でほぼ等しくでき、その結果、２枚のウェーハ５がさらされるプラズマの密度が基板間で均一となり、ウェーハ５間でプラズマ処理が均一に行えるようになる。
【０１１６】
また、反応処理室５６においては２枚同時に処理するのでウェーハ５の処理効率が向上するが、反応処理室５６において同時に処理するウェーハ５の枚数はウェーハ５のサイズや処理形態によって適宜選択可能であり、例えば、３枚のウェーハを横に並べて３枚同時処理とすることもできる。勿論４枚以上とすることも可能である。
【０１１７】
搬送室５４には、ウェーハ搬送ロボット８０と、ウェーハ搬送ロボット８０を駆動する駆動部５５とが設けられている。このウェーハ搬送ロボット８０はウェーハ５をウェーハボート７０とサセプタ９０との間で搬送可能である。
【０１１８】
このように、各連結モジュール３００の搬送室５４にウェーハ５をウェーハボート７０とサセプタ９０との間で搬送可能なウェーハ搬送ロボット８０が設けられているので、他の連結モジュール３００の反応処理室５６における処理状態とは無関係に反応処理室５６にウェーハ５を搬入でき反応処理室５６からウェーハ５を搬出できる。このように、各連結モジュール３００に反応処理室５６とウェーハ搬送ロボット８０とがそれぞれ設けられているから、他の反応処理室５６での処理状態とは無関係にウェーハ５を搬出でき、その結果、各連結モジュール３００においてウェーハが加熱される時間をそれぞれ一定に保つことができる。
【０１１９】
ロードロック室５２には、ウェーハボート７０と、このウェーハボート７０を昇降する昇降機５３が設けられている。ウェーハボート７０には図６Ｂに示すように４つのスロットが設けられている。このスロットは、上側の２つが反応処理前のウェーハ用であり、下側の２つが反応処理後のウェーハ用である。このように、ウェーハボート７０には、搬送方向に対応したスロットの位置が割り当てられている。ウェーハボート７０は、反応処理室５６で同時に処理されるウェーハの枚数の２倍の枚数のウェーハ保持可能である。図６Ａ、図６Ｂは、反応処理後の２枚のウェーハ５が下側の２つのスロットに保持されており、反応処理前の２枚のウェーハ５が上側の２つのスロットからウェーハ搬送ロボット８０によってサセプタ９０に搬送される途中の状態を示している。
【０１２０】
このように、ロードロック室５２に設けられるウェーハボート７０が反応処理室５６で同時に処理されるウェーハ５の枚数の２倍の枚数のウェーハ５を保持可能であるので、反応処理室５６でウェーハ５を処理している間に予めロードロック室５２のウェーハボート７０の上側の２つのスロットに次に処理すべきウェーハ５を保持しておくことができ、反応処理室５６からウェーハボート７０の下側の２つのスロットに処理後のウェーハ５を取り出した後、すぐに次の処理のためのウェーハ５を反応処理室５６に供給できる。その結果、ウェーハ５を効率よく処理することができ、スループットを高くすることができる。
【０１２１】
ウェーハ搬送ロボット８０は、２枚のウェーハ５をウェーハボート７０とサセプタ９０との間で同時に搬送可能である。従って、反応処理室で同時に処理されるウェーハ５の枚数と同じ枚数のウェーハ５を同時に搬送可能である。このようにウェーハ搬送ロボット８０は複数のウェーハ５を同時に搬送可能であり、そして反応処理室で同時に処理されるウェーハ５の枚数と同じ枚数のウェーハ５を同時に搬送可能であるので、ウェーハ５の搬送効率が向上し、スループットが向上する。
【０１２２】
ロードロック室５２には、ウェーハボート７０を昇降する昇降機５３が設けられているので、ウェーハ搬送ロボット８０には昇降機能を設けなくとも、ウェーハボート７０の所定のスロットにウェーハ５を搬送でき、その結果、ウェーハ搬送ロボット８０の構造が簡単となり、安価に製造できるようになる。
【０１２３】
また、ロードロック室５２にはウェーハボート７０を設け、搬送室５４にはウェーハ搬送ロボット８０を設けているから、ウェーハ５の保持機能と搬送機能とを分離することができるようになり、例えば、あるウェーハ５をウェーハボート７０で保持して冷却等を行っている間に他のウェーハ５をウェーハ搬送ロボット８０で反応処理室５６に搬送することができるようになり、より効率的にウェーハ５の処理を行うことができるようになる。
【０１２４】
また、ウェーハボート７０は耐熱性であり、反応処理室５６で処理が終わった高温のウェーハ５をウェーハボート７０に保持して冷却することができる。
【０１２５】
なお、ウェーハボート７０は、石英、ガラス、セラミックスまたは金属からなることが好ましく、このような材料から構成すれば、真空中においても、ウェーハボート７０からアウトガス等の不純物が発生することはないので、雰囲気を清浄に保つことができる。なお、セラミックスとしては、焼結させたＳｉＣや焼結させたＳｉＣの表面にＳｉＯ2 膜等をＣＶＤコートしたものやアルミナ等が好ましく用いられる。
【０１２６】
再び図１Ａ、図１Ｂを参照すれば、カセットローダ室１０の内部には、カセットを保持するカセット棚４２が複数設けられており、複数のカセット４０を保持可能である。カセットローダ室１０の外部下方にはカセットローダ４４が設置され、カセットローダ４４は半導体ウェーハ処理装置１と外部との間でカセット４０の授受が可能な機構を有する。カセット４０はカセットローダ４４によってカセットローダ室１０に設けた所定の投入口（図示せず。）から投入される。また、このカセットローダ４４には必要に応じ、カセット４０に収納されたウェーハ５のオリエンテーションフラットを合わせる機構部を内蔵することが可能である。
【０１２７】
カセットローダ室１０の内部には、さらに、カセット搬送兼ウェーハ搬送ロボット２０と、このカセット搬送兼ウェーハ搬送ロボット２０を昇降させるエレベータ３０が設けられている。エレベータ３０は、ねじ軸３２と昇降部３４とを備え、昇降部３４内のナット（図示せず。）とねじ軸３２とによってボールねじを構成している。ねじ軸３２を回転させると、昇降部３４が昇降し、それに応じて昇降部３４に取り付けられたカセット搬送兼ウェーハ搬送ロボット２０が、カセット投入口および２つの連結モジュール３００にアクセス可能になるように昇降する。カセット搬送兼ウェーハ搬送ロボット２０は、後に図４を参照して説明するように、カセット搬送機２１とウェーハ搬送機２３とを備えている。
【０１２８】
このように、カセットローダ室１０の内部にカセット搬送兼ウェーハ搬送ロボット２０を設け、２つの連結モジュール３００にウェーハ５を搬送可能とし、連結モジュール３００の搬送室５４にウェーハ搬送ロボット８０を設け、反応処理室５６へウェーハ５を搬送可能としているから、各連結モジュール３００へのウェーハ５の搬送と、各モジュール３００内でのウェーハ５の搬送とを独立したものとすることができ、その結果、ウェーハの搬送を効率よく行えるようにできる。
【０１２９】
そして、このように、真空的に気密な構造の搬送室５４にはウェーハ搬送ロボット８０を設け、また、カセットローダ室１０の内部にはカセット搬送兼ウェーハ搬送ロボット２０を設けているので、各連結モジュール３００へのウェーハ５の搬送はカセットローダ室１０のカセット搬送兼ウェーハ搬送ロボット２０によって大気圧下で行い、真空中でのウェーハ５の搬送は各連結モジュール３００のウェーハ搬送ロボットで行うようにすることができる。従って、ウェーハ５を搬送する機構を設ける領域を全て真空的に気密な構造とする必要がなくなり、各連結モジュール３００に基板を搬送するカセット搬送兼ウェーハ搬送ロボット２０が設けられているカセットローダ室１０は大気圧下で搬送を行う領域とすることができ、真空的に気密な構造の領域は各連結モジュール３００に分割することができる。その結果、カセットローダ室１０やカセット搬送兼ウェーハ搬送ロボット２０の構造を簡単なものとすることができ、安価に製作できるようになる。また、各連結モジュール３００のロードロック室５２や搬送室５４のそれぞれの容積も小さくなり、その壁の厚みを薄くしても強度が保てるようになり、その結果、安価に製作できるようになる。さらに、搬送室５４に設けられたウェーハ搬送ロボット８０においても、その鉛直方向の昇降動作を必要最小限に抑えることができるので、その制作費も安価なものとなり、また、真空的に気密な構造の搬送室５４においてウェーハ搬送ロボット８０の駆動部から発生する可能性のあるパーティクルも最小限に抑えることができる。
【０１３０】
次に、図１Ａ、図１Ｂ、図５、図６Ａ、図６Ｂを参照して、ウェーハ５の搬送および処理方法の概略を説明する。
【０１３１】
カセットローダ４４によってカセットローダ室１０に投入されたカセット４０は、カセット搬送兼ウェーハ搬送ロボット２０上に載置されて、エレベータ３０によって上側に運ばれ、その後カセット棚４２上に載置される。次に、カセット搬送兼ウェーハ搬送ロボット２０によりロードロック室５２のウェーハボート７０にウェーハ５を搭載する。本実施の形態では、２枚のウェーハを一度にカセット４０からウェーハボート７０の上側２つのスロットにカセット搬送兼ウェーハ搬送ロボット２０により搬送する。なお、カセット搬送兼ウェーハ搬送機２０によってウェーハ５をロードロック室５２内に搬送する際には、ゲートバルブ６４は閉じておき、外ゲートバルブ６２は開けておく。
【０１３２】
ロードロック室５２内のウェーハボート７０にウェーハ５を搭載した後、外ゲートバルブ６２を閉じ、ロードロック室５２内を真空引きする。
【０１３３】
真空引き後、ゲートバルブ６４を開ける。なお、搬送室５４は予め真空引きされている。
【０１３４】
その後、２枚のウェーハ５は、真空中で、搬送室５４内のウェーハ搬送ロボット８０によりロードロック室５２内のウェーハボート７０から反応処理室５６内のサセプタ９０に搬送される。なお、この際には、ゲートバルブ６６は開けられており、反応処理室５６も真空引きされている。
【０１３５】
搬送後、ゲートバルブ６６を閉じ、反応処理室５６を所定の雰囲気として反応処理室５６のサセプタ９０に搭載された２枚のウェーハ５にプラズマＣＶＤにより成膜処理を同時に行う。
【０１３６】
このプラズマＣＶＤにより成膜処理を行っている間に、上記と同様にして、ロードロック室５２内のウェーハボート７０の上側２つのスロットに未処理のウェーハ５を搭載しておく。
【０１３７】
所定の成膜が行われた後は、反応処理室５６を真空引きし、その後ゲートバルブ６６を開ける。２枚のウェーハ５は、真空中で、ウェーハ搬送ロボット８０によりロードロック室５２内のウェーハボート７０の下側の２つのスロットに移載される。このとき、ウェーハボート７０の上側２つのスロットには未処理のウェーハ５が搭載されているので、２枚の未処理のウェーハ５は、ウェーハ搬送室５４内のウェーハ搬送ロボット８０により反応処理室５６内のサセプタ９０にすぐに搬送される。
【０１３８】
このようにして、予め、未処理のウェーハ５をロードロック室５２に供給して、真空雰囲気に保持しておくことにより、未処理のウェーハ５の搬送時間が短縮できる。
【０１３９】
その後、ゲートバルブ６４を閉じ、ロードロック室５２内を窒素等で大気圧にし、ここでウェーハ５を所定の温度になるまで冷却する。
【０１４０】
その後、外ゲートバルブ６２を開け、カセット搬送兼ウェーハ搬送機２０のウェーハ搬送機２３によってウェーハ５はカセット４０内に移載される。
【０１４１】
所定枚数のウェーハ５がカセット４０内に搬入されると、カセット搬送兼ウェーハ搬送機２０のカセット搬送機２１によってカセット１０が下側に運ばれ、その後、カセットローダ室１０から搬出される。
【０１４２】
次に、図４を参照して、本実施の形態において使用するカセット搬送兼ウェーハ搬送ロボット２０を説明する。
【０１４３】
ベース２５、２６上にカセット搬送機２１とウェーハ搬送機２３が設けられており、カセット搬送機２１とウェーハ搬送機２３とは、独立に矢印の方向に平行移動することができる。カセット搬送機２１はカセット搬送アーム２２を備えており、カセット搬送アーム２２の先に取り付けられたカセットホルダー２７上にカセット１０を載置してカセット１０を搬送する。ウェーハ搬送機２３は複数のツィーザ２４を備えており、このツィーザ２４上にウェーハ５をそれぞれ搭載してウェーハ５を搬送する。所定の数のツィーザ２４を同時に移動させることにより、複数の当該所定の数のウェーハ５を同時に搬送できる。
【０１４４】
次に図５乃至図１６を参照して、本実施の形態のウェーハ搬送ロボット８０およびサセプタ９０の構造およびこれらによるウェーハ搬送方法を説明する。
【０１４５】
図７は、本発明の一実施の形態において使用するサセプタを説明するための概略斜視図であり、図８は、本発明の一実施の形態において使用するサセプタの一例を説明するための概略部分斜視図であり、図９は、本発明の一実施の形態において使用するサセプタの一例を説明するための概略部分縦断面図であり、図１０は、本発明の一実施の形態において使用するサセプタの他の例を説明するための概略部分斜視図であり、図１１は、本発明の一実施の形態において使用するサセプタの他の例を説明するための概略部分縦断面図であり、図１２は、本発明の一実施の形態の連結モジュールにおけるウェーハ搬送ロボットおよび搬送方法の一例を説明するための概略横断面図であり、図１３は、本発明の一実施の形態の連結モジュールにおけるウェーハ搬送ロボットおよび搬送方法の他の例を説明するための概略横断面図であり、図１４は、本発明の一実施の形態の連結モジュールにおけるウェーハ搬送ロボットおよび搬送方法のさらに他の例を説明するための概略横断面図であり、図１５は、本発明の一実施の形態の連結モジュールにおけるウェーハ搬送ロボットのウェーハ搭載アームを説明するための図であり、図１５Ａは概略縦断面図、図１５Ｂは図１５Ａの部分拡大概略縦断面図であり、図１６は、本発明の一実施の形態の連結モジュールにおけるウェーハ搬送ロボットのウェーハ搭載アームを説明するための概略平面図である。
【０１４６】
図５、図６Ａ、図６Ｂを参照すれば、搬送室５４の内部にはウェーハ搬送ロボット８０が設けられている。ウェーハ搬送ロボット８０は、アーム８９とアームを駆動する駆動部５５とを備えた多関節ロボットである。そのアーム８９は、水平面内を回転移動する副アーム８２、８４と最先端のウェーハ搭載アーム８６とを備えている。ウェーハ搭載アーム８６の先端部は、ウェーハ搭載部８８であり、ウェーハ５をその上に搭載可能である。また、ウェーハ搬送ロボット８０は、副アーム８２、８４およびウェーハ搭載アーム８６をそれぞれ回転可能にする回転軸８１、８３、８５を備えている。回転軸８１、８３、８５は多関節アームの関節に相当する。駆動部５５によって回転軸８１に回転が与えられ、回転軸８１の回転は回転軸８３、８５に歯車機構（図示せず）によって伝達される。回転軸８１が回転すると、アーム８２、８４、８６がそれぞれ回転軸８１、８３、８５の回りに水平方向に回転移動し、それによって、ウェーハを水平方向に移動させることができる。
【０１４７】
図６、図１５を参照すれば、ウェーハ搭載アーム８６は回転軸８５に鉛直方向に２本積層されて設けられており（ウェーハ搭載アーム８６ａ、８６ｂ）、ウェーハ搭載アーム８６ａ、８６ｂのそれぞれの先端部は、それぞれウェーハ搭載部８８ａ、８８ｂとされており、ウェーハ５をその上にそれぞれ搭載可能である。
【０１４８】
ウェーハ搭載部８８ａとウェーハ搭載部８８ｂとの間の鉛直方向のピッチは、搬送室５２内に設けられているウェーハボート７０に保持されるウェーハ５間のピッチと同じとしている。このように、ウェーハ搭載アーム８６が２本（ウェーハ搭載アーム８６ａ、８６ｂ）設けられているので、ウェーハ搬送ロボット８０によって２枚のウェーハ５を同時にウェーハボート７０とウェーハ搬送ロボット８０との間で受け渡し可能であるが、搬送中にウェーハ５間のピッチを変える必要がないので、ウェーハ搬送ロボット８０の構造が簡単なものとなり、また、真空の汚染も防止できる。そして２枚のウェーハ５を同時に搬送できるので、ウェーハ搬送の効率も高くなり、スループットが向上する。
【０１４９】
ウェーハ搬送ロボット８０によって２枚のウェーハ５を同時にウェーハ搬送ロボット８０とウェーハボート７０との間で受け渡しするには、ウェーハ搭載アーム８６ａ、８６ｂを回転軸８５の回りに閉じることにより、ウェーハ搭載アーム８６ａ、８６ｂのそれぞれの先端部であるウェーハ搭載部８８ａ、８８ｂを鉛直方向に重ねて、ウェーハ搭載部８８ａ、８８ｂ上にそれぞれ搭載された２枚のウェーハ５をウェーハボート７０のスロットに同時に載置し、また、ウェーハ搭載アーム８６ａ、８６ｂのそれぞれの先端部であるウェーハ搭載部８８ａ、８８ｂを鉛直方向に重ねて、ウェーハボート７０のスロットに搭載されているウェーハ５をウェーハ搭載部８８ａ、８８ｂ上に同時にそれぞれ受け取ればよい。なお、この際には、ロードロック室５２に設けられた昇降機５３によってウェーハボート７０を昇降させて、ウェーハボート７０のスロットの高さをウェーハ搭載アーム８６ａ、８６ｂのそれぞれの先端部であるウェーハ搭載部８８ａ、８８ｂの高さに合わせて調節する。
【０１５０】
再び、図１５、図１６を参照すれば、本実施の形態においては、回転軸８５としてベベルギア８５０を採用している。ベベルギア８５０は、主軸８５１と従軸８５２、８５３とを備え、従軸８５２、８５３には、それぞれウェーハ搭載アーム８６ａ、８６ｂが取り付けられている。主軸８５１が回転すると、従軸８５２、８５３は水平方向において互いに反対方向に回転し、それによって、従軸８５２、８５３に取り付けられたウェーハ搭載アーム８６ａ、８６ｂが回転軸８５の回りに回転して展開し、ウェーハ搭載アーム８６ａ、８６ｂのそれぞれの先端部であるウェーハ搭載部８８ａ、８８ｂが水平方向に展開する。なお、主軸８５１の駆動は、マイクロモーター８５５で行い、その回転数はエンコーダ８５６でモニターする。
【０１５１】
このようにウェーハ搭載部８８ａ、８８ｂが水平方向に展開すれば、展開後の水平方向の位置は、それぞれ図５、図６、図７に示すサセプタ９０のウェーハ用彫込部９２、９４に対応するようになる。従って、このように、ウェーハ搭載アーム８６ａ、８６ｂを回転軸８５の回りに回転して展開し、ウェーハ搭載アーム８６ａ、８６ｂのそれぞれの先端部であるウェーハ搭載部８８ａ、８８ｂが水平方向に展開した状態とすることにより、ウェーハ搭載部８８ａ、８８ｂ上にそれぞれ搭載された２枚のウェーハ５をサセプタ９０のウェーハ用彫込部９２、９４に水平方向に並べて同時に移載し、また、ウェーハ搭載アーム８６ａ、８６ｂのそれぞれの先端部であるウェーハ搭載部８８ａ、８８ｂを水平方向に展開して、サセプタ９０のウェーハ用彫込部９２、９４にそれぞれ搭載されているウェーハ５をウェーハ搭載部８８ａ、８８ｂ上にそれぞれ同時に受け取ることができる。このように、２枚のウェーハ５を同時にサセプタ９０とウェーハ搬送ロボット８０との間で受け渡しできるので、ウェーハ搬送の効率が高くなり、スループットが向上する。
【０１５２】
本実施の形態においては、図８、図９に示すように、ウェーハ５をサセプタ９０に対して昇降できるピン９１１、９１２、９１３が設けられている。サセプター９０のウェーハ用彫込部９２、９４には、これらのピン９１１、９１２、９１３がその中をそれぞれ昇降可能な貫通孔９０１、９０２、９０３が設けられている。
【０１５３】
また、図１０、１１に示すように、ピン９１１、９１２、９１３に代えて、ウェーハ５をサセプタ９０に対して昇降できるペデスタル９２０を設けてもよい。サセプター９０のウェーハ用彫込部９２、９４には、ペデスタル９２０を収容可能なペデスタル用彫込部９６と、ペデスタル９２０を支持するペデスタル支持棒９２２がその中を昇降可能な貫通孔９２４とがそれぞれ設けられている。
【０１５４】
このようなピン９１１、９１２、９１３やペデスタル９２０を設けているので、ウェーハ搭載アーム８６ａ、８６ｂの先端部であるウェーハ搭載部８８ａ、８８ｂとサセプター９０との間でウェーハ５の受け渡しが容易となっている。
【０１５５】
すなわち、ウェーハ搭載アーム８６ａ、８６ｂを回転軸８５の回りに回転して展開し、ウェーハ搭載アーム８６ａ、８６ｂのそれぞれの先端部であるウェーハ搭載部８８ａ、８８ｂが水平方向に展開した状態とし、ウェーハ搭載部８８ａ、８８ｂ上にそれぞれ搭載された２枚のウェーハ５をサセプタ９０のウェーハ用彫込部９２、９４上にそれぞれ位置させた状態として、ピン９１１、９１２、９１３またはペデスタル９２０を上昇させて、ウェーハ５をウェーハ搭載部８８ａ、８８ｂからピン９１１、９１２、９１３またはペデスタル９２０上に搭載し、その後、ウェーハ搭載部８８ａ、８８ｂをサセプタ９０のウェーハ用彫込部９２、９４上から移動させ、その後、ピン９１１、９１２、９１３またはペデスタル９２０上を下降させることによって、ウェーハ５をサセプタ９０のウェーハ用彫込部９２、９４に搭載する。
【０１５６】
逆に、サセプタ９０のウェーハ用彫込部９２、９４にそれぞれ搭載されているウェーハ５を、ピン９１１、９１２、９１３またはペデスタル９２０を上昇させることによって、ウェーハ５をサセプター９０からピン９１１、９１２、９１３またはペデスタル９２０上に搭載し、その後、ウェーハ搭載アーム８６ａ、８６ｂを回転軸８５の回りに回転して展開し、ウェーハ搭載アーム８６ａ、８６ｂのそれぞれの先端部であるウェーハ搭載部８８ａ、８８ｂが水平方向に展開した状態とし、ウェーハ搭載部８８ａ、８８ｂをサセプタ９０のウェーハ用彫込部９２、９４上にそれぞれ位置させた状態として、ピン９１１、９１２、９１３またはペデスタル９２０を下降させて、ウェーハ５をピン９１１、９１２、９１３またはペデスタル９２０からウェーハ搭載部８８ａ、８８ｂ上に搭載する。
【０１５７】
なお、本実施の形態では、図１５に示したようにベベルギア８５０を使用しているので、ウェーハ搭載アーム８６ａ、８６ｂを回転軸８５の回りに回転して展開し、ウェーハ搭載アーム８６ａ、８６ｂのそれぞれの先端部であるウェーハ搭載部８８ａ、８８ｂが水平方向に展開した状態とした際には、ウェーハ搭載部８８ａと８８ｂとの間には、高低差がある。この場合に、この高低差に応じて、サセプタ９０のウェーハ用彫込部９２およびウェーハ用彫込部９４にそれぞれ対応して設けられたピン９１１、９１２、９１３またはペデスタル９２０の昇降の程度を異ならせ、すなわち、ストロークを変えることにより、ウェーハ搭載アーム８６ａ、８６ｂのそれぞれの先端部であるウェーハ搭載部８８ａ、８８ｂとサセプタ９０のウェーハ用彫込部９２、９４との間のウェーハ５の受け渡しがより容易となる。
【０１５８】
なお、ウェーハ搬送ロボット８０に昇降機構を付加して、ピン９１１、９１２、９１３またはペデスタル９２０にウェーハ５を載置させることもできる。
【０１５９】
また、図１６に示すように、ウェーハ搭載部８８ａ、８８ｂの外側にそれぞれ開口部を設けることにより、ウェーハ搭載部８８ａ、８８ｂとピン９１１、９１２、９１３またはペデスタル９２０との当たりを防いでいる。
【０１６０】
次に、このウェーハ搬送ロボット８０によって、ロードロック室５２内のウェーハボート７０と反応処理室５６内のサセプタ９０との間でのウェーハ５の搬送方法を図１２〜図１４を参照して説明する。
【０１６１】
まず、図１２Ａに示すように、ウェーハ搭載アーム８６ａ、８６ｂを閉じることにより、ウェーハ搭載アーム８６ａ、８６ｂのそれぞれの先端部であるウェーハ搭載部８８ａ、８８ｂを鉛直方向に重ねて、ウェーハボート７０のスロットに搭載されているウェーハ５をウェーハ搭載部８８ａ、８８ｂ上に同時にそれぞれ受け取る。
【０１６２】
その後、図１２Ｂに示すように、ウェーハ搬送ロボット８０のアーム８９を反応処理室５６まで伸ばす。
【０１６３】
その後、図１２Ｃに示すように、ウェーハ搬送ロボット８０のウェーハ搭載アーム８６ａ、８６ｂを回転して展開し、ウェーハ搭載アーム８６ａ、８６ｂのそれぞれの先端部であるウェーハ搭載部８８ａ、８８ｂを水平方向に展開する。その後、ウェーハ搭載アーム８６ａ、８６ｂとピン９１１、９１２、９１３（図８、図９参照）またはペデスタル９２０（図１０、図１１参照）との共働により、２枚のウェーハ５をサセプタ９０のウェーハ用彫込部９２、９４に同時にそれぞれ載置する。
【０１６４】
まず、図１２Ｄに示すように、ウェーハ搭載アーム８６ａ、８６ｂを閉じることにより、ウェーハ搭載アーム８６ａ、８６ｂのそれぞれの先端部であるウェーハ搭載部８８ａ、８８ｂを鉛直方向に重ねる。
【０１６５】
その後、図１２Ｅに示すように、ウェーハ搬送ロボット８０のアーム８９を搬送室５４に収容する。
【０１６６】
なお、以上においては、ロードロック室５２内のウェーハボート７０から反応処理室５６内のサセプタ９０へのウェーハ５の搬送方法を説明したが、サセプタ９０からウェーハボート７０へのウェーハ５の搬送は上記とほぼ逆の操作をすればいいので、ここではその説明は省略する。
【０１６７】
このように、ウェーハ搬送ロボット８０のアーム８９を反応処理室５６に伸ばした後、ウェーハ搬送ロボット８０のウェーハ搭載アーム８６ａ、８６ｂを回転して展開し、ウェーハ搭載アーム８６ａ、８６ｂのそれぞれの先端部であるウェーハ搭載部８８ａ、８８ｂを水平方向に展開しているので、ゲートバルブ６６の開口幅を小さくでき、ひいては、連結モジュール３００を簡略かつ安価に構成できるようになる。
【０１６８】
以上、図１２を参照して、ウェーハ搬送ロボット８０のアーム８９を反応処理室５６に伸ばした後、ウェーハ搬送ロボット８０のウェーハ搭載アーム８６ａ、８６ｂを回転して展開し、ウェーハ搭載アーム８６ａ、８６ｂのそれぞれの先端部であるウェーハ搭載部８８ａ、８８ｂを水平方向に展開する方法を説明したが、図１３に示すように、ウェーハ搬送ロボット８０のアーム８９を反応処理室５６に伸ばしながら、ウェーハ搬送ロボット８０のウェーハ搭載アーム８６ａ、８６ｂを回転して展開し、ウェーハ搭載アーム８６ａ、８６ｂのそれぞれの先端部であるウェーハ搭載部８８ａ、８８ｂを水平方向に展開してもよく、やはり、ゲートバルブ６６の開口幅を小さくでき、ひいては、連結モジュール３００を簡略かつ安価に構成できるようになる。
【０１６９】
また、ウェーハ５を１枚ずつサセプタ９０に載置してもよい。この方法を図１４を参照して説明する。
【０１７０】
まず、図１４Ａに示すように、２つのウェーハ搭載アーム８６を閉じることにより、２つのウェーハ搭載アーム８６のそれぞれの先端部であるウェーハ搭載部を鉛直方向に重ねて、ウェーハボート７０のスロットに搭載されている２枚のウェーハ５を２つのウェーハ搭載部８８上に同時にそれぞれ受け取る。
【０１７１】
その後、図１４Ｂに示すように、ウェーハ搬送ロボット８０のアーム８９を反応処理室５６まで伸ばし、ウェーハ搬送ロボット８０のウェーハ搭載アーム８６の先端部であるウェーハ搭載部８８をサセプタ９０のウェーハ用彫込部９４上に位置させる。
【０１７２】
その後、図１４Ｃに示すように、ウェーハ搭載アーム８６とピン９１１、９１２、９１３（図８、図９参照）またはペデスタル９２０（図１０、図１１参照）との共働により、２枚のウェーハ５のうち下側のウェーハ５をサセプタ９０のウェーハ用彫込部９４に載置する。
【０１７３】
その後、図１４Ｄに示すように、ウェーハ搬送ロボット８０のウェーハ搭載アーム８６の先端部であるウェーハ搭載部８８をサセプタ９０のウェーハ用彫込部９２上に位置させる。
【０１７４】
その後、図１４Ｅに示すように、ウェーハ搭載アーム８６とピン９１１、９１２、９１３（図８、図９参照）またはペデスタル９２０（図１０、図１１参照）との共働により、残りの１枚のウェーハ５をサセプタ９０のウェーハ用彫込部９２に載置する。
【０１７５】
まず、図１４Ｅ、図１４Ｆに示すように、ウェーハ搬送ロボット８０のアーム８９を搬送室５４に収容する。
【０１７６】
なお、以上においては、ロードロック室５２内のウェーハボート７０から反応処理室５６内のサセプタ９０へのウェーハ５の搬送方法を説明したが、サセプタ９０からウェーハボート７０へのウェーハ５の搬送は上記とほぼ逆の操作をすればいいので、ここではその説明は省略する。
【０１７７】
【発明の効果】
本発明によれば、基板の処理効率が高く、スループットに優れた基板処理装置ならびにそれに好適に使用可能な基板搬送機および基板搬送装置が得られる。
【０１７８】
また、本発明を特にプラズマ処理装置に適用した場合に、基板の処理効率が高く、スループットに優れた基板処理装置ならびにそれに好適に使用可能な基板搬送機および基板搬送装置が得られる。
【０１７９】
また、複数のモジュールを互いに離間して鉛直方向に積み重ね、複数のモジュールのそれぞれを取り外し可能に基板搬送部に取り付けることにより、装置の稼働効率が高く、しかも、占有面積が小さくメンテナンス領域が小さい基板処理装置ならびにそれに好適に使用可能な基板搬送機および基板搬送装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の半導体ウェーハ処理装置を説明するための図であり、図１Ａは平面図、図１Ｂは断面図である。
【図２】本発明の一実施の形態の半導体ウェーハ処理装置を説明するための断面図である。
【図３】本発明の一実施の形態の半導体ウェーハ処理装置を説明するための断面図である。
【図４】本発明の一実施の形態において使用するカセット搬送兼ウェーハ搬送ロボットを説明するための概略斜視図である。
【図５】本発明の一実施の形態において使用する連結モジュールを説明するための概略横断面図である。
【図６】本発明の一実施の形態において使用する連結モジュールを説明するための図であり、図６Ａは概略横断面図、図６Ｂは概略縦断面図である。
【図７】本発明の一実施の形態において使用するサセプタを説明するための概略斜視図である。
【図８】本発明の一実施の形態において使用するサセプタの一例を説明するための概略部分斜視図である。
【図９】本発明の一実施の形態において使用するサセプタの一例を説明するための概略部分縦断面図である。
【図１０】本発明の一実施の形態において使用するサセプタの他の例を説明するための概略部分斜視図である。
【図１１】本発明の一実施の形態において使用するサセプタの他の例を説明するための概略部分縦断面図である。
【図１２】本発明の一実施の形態の連結モジュールにおけるウェーハ搬送ロボットおよび搬送方法の一例を説明するための概略横断面図である。
【図１３】本発明の一実施の形態の連結モジュールにおけるウェーハ搬送ロボットおよび搬送方法の他の例を説明するための概略横断面図である。
【図１４】本発明の一実施の形態の連結モジュールにおけるウェーハ搬送ロボットおよび搬送方法のさらに他の例を説明するための概略横断面図である。
【図１５】本発明の一実施の形態の連結モジュールにおけるウェーハ搬送ロボットのウェーハ搭載アームを説明するための図であり、図１５Ａは概略縦断面図、図１５Ｂは図１５Ａの部分拡大概略縦断面図である。
【図１６】本発明の一実施の形態の連結モジュールにおけるウェーハ搬送ロボットのウェーハ搭載アームを説明するための概略平面図である。
【図１７】従来の半導体ウェーハ処理装置を説明するための平面図である。
【符号の説明】
１…半導体ウェーハ処理装置
５…ウェーハ
１０…カセットローダ室
１２…室壁
２０…カセット搬送兼ウェーハ搬送ロボット
２１…カセット搬送機
２２…カセット搬送アーム
２３…ウェーハ搬送機
２４…ツィーザ
２７…カセットホルダー
３０…エレベータ
４０…カセット
４２…カセット棚
４４、４６…カセットローダ
５２…ロードロック室
５３…昇降機
５４…搬送室
５５…駆動部
５６…反応処理室
６２…外ゲートバルブ
６４、６６…ゲートバルブ
７０…ウェーハボート
８０…ウェーハ搬送ロボット
８１、８３、８５…回転軸（関節）
８２、８４……副アーム
８６、８６ａ、８６ｂ…ウェーハ搭載アーム
８８、８８ａ、８８ｂ…ウェーハ搭載部
８９…アーム
９０…サセプタ
９２、９４…ウェーハ用彫込部
９６…ペデスタル用彫込部
１００…カセットローダユニット
１１２、１１４…メンテナンス領域
３００…連結モジュール
８５０…ベベルギア
８５１…主軸
８５２、８５３…従軸
８５５…マイクロモータ
８５６…エンコーダ
９０１、９０２、９０３、９２４…貫通孔
９１１、９１２、９１３…ピン
９２０…ペデスタル
９２２…ペデスタル支持棒
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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