WO2000028587A1 - Dispositif de traitement - Google Patents

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WO2000028587A1
WO2000028587A1 PCT/JP1999/006226 JP9906226W WO0028587A1 WO 2000028587 A1 WO2000028587 A1 WO 2000028587A1 JP 9906226 W JP9906226 W JP 9906226W WO 0028587 A1 WO0028587 A1 WO 0028587A1
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cassette
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load lock
load
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PCT/JP1999/006226
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Hiroaki Saeki
Keiichi Matsushima
Teruo Asakawa
Masaki Narushima
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Tokyo Electron Limited
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Definitions

  • the present invention relates to a processing apparatus that performs processing on an object to be processed such as a semiconductor wafer.
  • a so-called multi-chamber processing apparatus which has one or more port lock chambers and a vacuum preparatory chamber for heating and cooling the object to be processed.
  • the load lock chamber is connected to a plurality of ports through which a cassette can be placed via an atmosphere-side transfer chamber, and these load ports constitute a load port site. I have.
  • the multi-chamber type processing apparatus includes a batch type load lock chamber for accommodating the cassette itself or a plurality of objects to be processed in the cassette, for example, semiconductor wafers (hereinafter, referred to as “wafers”). (Hereinafter referred to as “batch-type processing device”) and a processing device having a single-wafer-type load-lock chamber for accommodating wafers one by one (hereinafter referred to as “single-wafer-type processing device”). There is.
  • a hermetic (open / close) type force set is placed on a load port, and then, for example, the cassette itself or the cassette mounted in the cassette is used. All three or twenty-five wafers are transferred into the load lock chamber by the first transfer arm disposed in the air-side transfer chamber.
  • the inside of the mouth lock chamber is closed and evacuated, and after the pressure atmospheres in the load lock chamber and the vacuum transfer chamber become substantially the same, the load lock chamber and the vacuum transfer chamber are communicated.
  • the wafers in the load port chamber are aligned by the second transfer arm arranged in the vacuum transfer chamber by the object positioning device arranged in or around the vacuum transfer chamber, and then the vacuum pre-load is performed.
  • Wafers in the vacuum chambers and vacuum processing chambers Is subjected to a predetermined process such as a film forming process. Further, the processed wafer is transported again to the load lock chamber or a cassette in the chamber by the second transport arm. When all the wafers have been collected, the load lock chamber is closed again, the pressure atmosphere in the chamber is raised to the atmospheric pressure atmosphere, and then the load lock chamber and the atmosphere side transfer chamber are communicated. Then, the cassette is transferred to the load port or the wafer is transferred to the cassette on the load port by the first transfer arm.
  • a predetermined process such as a film forming process.
  • the wafer in the cassette placed on the load port is aligned by the first transfer arm by the object positioning apparatus arranged around the atmosphere-side transfer chamber. After that, they are transferred one by one into the load lock chamber.
  • the load lock chamber is sealed and evacuated, and after the pressure atmosphere in the load lock chamber and the vacuum transfer chamber become substantially the same as above, the load lock chamber and the vacuum transfer chamber are separated. Communicate. After that, the wafer in the mouth lock chamber is transferred to the pre-vacuum chamber or each vacuum processing chamber by the second transfer arm, and the predetermined processing is performed in the same manner as described above.
  • the processed wafer is transported again into the mouth lock chamber by the second transport arm, the load lock chamber is closed, the chamber is raised to the atmospheric pressure atmosphere, and then the load lock chamber and the atmosphere side transport chamber are moved. And communicate. After that, the wafer is transferred to the cassette on the load port by the first transfer arm.
  • Each of the above-described steps is performed continuously for each cassette.
  • a clean gas such as N 2 is supplied into the atmosphere-side transfer chamber, and the pressure in the atmosphere-side transfer chamber is set in the atmosphere-side transfer chamber and a load port site.
  • the pressure is relatively higher than the pressure in the clean room to reduce the intrusion of particles into the transfer chamber on the atmosphere side.
  • the load lock chamber since the load lock chamber has a volume capable of accommodating the cassette itself and a plurality of wafers, the atmosphere in the load lock chamber is exhausted or supplied until air is supplied. It takes time. Further, in this apparatus, since the object positioning apparatus must be arranged around the vacuum transfer section, the number of times of transfer of the wafer by the second transfer arm increases, and the transfer time (cycle) increases. As a result, the throughput is reduced.
  • the first transfer arm and the second transfer arm are each composed of one sheet. If only wafers can be held, it takes time to transfer and exchange wafers through the load lock chamber. In addition, if a plurality of mounting tables for mounting wafers in the load lock chamber are provided, the time for transferring and exchanging the wafer can be shortened. However, since the volume of the mouth lock chamber becomes large, the batch type As with the processing equipment, it takes time to exhaust and supply the atmosphere in the load lock chamber. As a result, similarly to the above, it causes a decrease in throughput.
  • a cassette is provided at an open port in order to airtightly connect the inside of the force set and the atmosphere-side transfer chamber from the time of opening the cassette to the time of sealing.
  • the pins are held by fitting the holes and grooves provided on the bottom of the cassette with each other.
  • the clean gas is introduced into the atmosphere-side transfer chamber as described above, and the pressure in the atmosphere-side transfer chamber is set to be relatively higher than the pressure in the clean room.
  • the cassette may be pushed out to the clean room side by the pressure difference, and the cassette may be shifted from a predetermined position or fall from the load port.
  • a first object of the present invention is to provide a time required to load a workpiece in a cassette into a vacuum processing chamber, a transport time period of the workpiece in a second transport chamber, and a processed workpiece. It is an object of the present invention to provide a new and improved multi-chamber type processing apparatus capable of substantially shortening the time required for loading a wafer into a cassette and improving throughput.
  • a second object of the present invention is to supply a clean gas into the first transfer space so that the cassette is fixed even if the pressure in the first transfer space is maintained relatively higher than the external pressure.
  • An object of the present invention is to provide a new and improved multi-chamber type processing apparatus capable of preventing a displacement from occurring or a cassette from dropping from a mouth port.
  • a cassette having a door can be placed.
  • a load port site in which a plurality of load ports are arranged in a substantially linear manner adjacent to the first transfer space; a door opener provided in each of the load ports for opening and closing the cassette door; A plurality of vacuum processing chambers disposed around the second transfer space configured as described above, and a plurality of load lock chambers disposed between the first transfer space and the second transfer space, A plurality of load lock chambers each capable of accommodating only one processing body, and a plurality of load lock chambers provided corresponding to each of the load lock chambers for isolating each of the load lock chambers from the first transfer space.
  • a plurality of second gate valves provided corresponding to each of the load lock chambers and separating the load lock chambers from the second transfer space; and a plurality of second gate valves corresponding to the respective vacuum processing chambers.
  • the above-mentioned each true A plurality of third gate valves for isolating a processing chamber and the second transfer space; a positioning device provided adjacent to the first transfer space for positioning the object to be processed; (1) A first transfer device that is disposed in a transfer space and is capable of transferring a target object between the load port, the mouth lock chamber, and the alignment device, each of which holds only one target object.
  • a first transport device that is capable of and has at least two holding portions that can move independently of each other, and a second transport device disposed in the second transport space, wherein the mouth lock is provided.
  • a second transfer device capable of transferring an object to be processed between the chamber and the vacuum processing chamber, wherein each of the second transfer devices is capable of holding only one object to be processed and each being independently movable.
  • Processing apparatus having a second transfer device having two holding units To provide.
  • the volume of the load lock chamber is made smaller than the volume of the batch type single door lock chamber. Therefore, the time for evacuation in the load lock chamber and the time for supplying gas into the chamber can be substantially reduced. Further, if the load lock chamber is employed, the object positioning device can be provided around the first transfer space, so that the second transfer device disposed in the second transfer space in a reduced pressure atmosphere can be used. The number of deliveries of the object can be reduced. Furthermore, the first transport device and the second transport device can hold at least two workpieces and can transport each of the workpieces in a predetermined direction independently of each other.
  • the object to be processed can be quickly transferred and exchanged between the lock chamber and the load lock chamber and the second transfer space. As a result, the throughput can be improved by shortening the transport time and the supply / exhaust time.
  • the first transport device may be movable in a direction parallel to the arrangement direction of the load ports, and the alignment device may be provided adjacent to an end of the first transport space in the arrangement direction of the load ports.
  • each port is often opposed to each port dock. Therefore, if the first transfer device is moved substantially in parallel to the arrangement direction of the load ports as described above, the object can be transferred quickly.
  • the positioning device is provided adjacent to the end of the first transfer space in the direction in which the load ports are arranged, there is no limitation on the position of each port and each load lock chamber.
  • the alignment device can be provided at a position sandwiched between the two load lock chambers. This makes it possible to relatively shorten the transport distance of the workpiece between each load port and the workpiece alignment device, and between the workpiece alignment device and each load lock chamber. Throughput can be further improved by shortening the transport time of the processing object.
  • a cooling device for cooling the object to be processed or a heating device for heating the object to be processed is provided in the load lock chamber, it is necessary to provide the cooling device and the heating device around the second transfer space. Absent. As a result, the step of transporting the object to be processed to the heating device or the cooling device can be omitted, so that the number of transports of the second transport device can be reduced, and the throughput can be further improved.
  • particles can be prevented from entering the first transfer space, the load port room, and the open cassette, and the target object can be treated. Since the particles can be prevented from adhering, the yield can be improved.
  • each load port is provided with a stopper for preventing the cassette from dropping
  • the cassette placed on each load port can be securely held, and the cassette may be displaced from the specified position or be removed from the load port. From falling down. Therefore, (1) When clean gas is supplied and circulated in the transfer space and the pressure in the first transfer space is set to be relatively higher than the pressure on the atmosphere side where each port is located, the cassette Even if pressure is applied, it is possible to prevent the cassette from shifting or dropping as described above.
  • the stopper is configured to be able to move up and down, the stopper can be provided without affecting the work of loading the cassette into each load port and the work of removing the cassette from each load port.
  • the cassette and the first transfer space may be pressed.
  • the inside of the transfer space can be air-tightly communicated, and the intrusion of particles into the cassette and the first transfer space can be reliably prevented.
  • an opening is formed in a side portion thereof and is detachably attached to the opening.
  • a load port provided adjacent to a transfer space, and an atmosphere on the side of the open door and an atmosphere in the transfer space.
  • a blocking wall having a communication port for communicating between the inside of the cassette and the transfer space; a door opener provided in the mouth port for opening and closing a door of the cassette;
  • a transfer device that is disposed in a transfer space and that is capable of transferring the work into and out of the cassette and transferring the work to a predetermined location adjacent to the transfer space; and a load port.
  • a pressing unit for pressing the side portion of the cassette toward the blocking wall.
  • the cassette placed on the load port can be reliably held, and the cassette can be prevented from being displaced from the predetermined position or falling from the load port.
  • the pressing means may be configured to press the flange of the force set toward the blocking wall.
  • the flange and the blocking wall may be configured to be in sealing engagement.
  • FIG. 1 is a schematic explanatory view showing a multi-chamber processing apparatus to which the present invention can be applied.
  • FIG. 2 is a schematic sectional view showing the load port and the cassette shown in FIG.
  • FIG. 3 is a schematic perspective view showing the first transfer arm shown in FIG.
  • FIG. 4 is a schematic perspective view showing the load port and the cassette shown in FIG. 5A is a schematic cross-sectional view illustrating the load lock chamber illustrated in FIG. 1, and FIG. 5B is a schematic plan view illustrating the substrate holding unit illustrated in FIG. 5A.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view illustrating the processing object positioning device shown in FIG.
  • FIG. 7 is a schematic perspective view showing the second transfer arm shown in FIG.
  • FIG. 8 is a schematic timing chart showing processing steps of the processing apparatus shown in FIG.
  • FIG. 9 is a schematic timing chart showing processing steps of the processing apparatus shown in FIG.
  • FIG. 10 is a schematic timing chart showing processing steps of the processing apparatus shown in FIG.
  • FIG. 11 is a schematic timing chart showing processing steps of the processing apparatus shown in FIG.
  • FIG. 12 is a schematic timing chart showing processing steps of the processing apparatus shown in FIG.
  • FIG. 13A and FIG. 13B are schematic explanatory views for explaining other stoppers applicable to the processing apparatus shown in FIG. 1, and FIG. 13A shows a state when a cassette is attached and detached. FIG. 13B shows a state in which the cassette is fixed.
  • FIG. 14 is a schematic explanatory view showing another multi-chamber type processing apparatus to which the present invention can be applied. Description of the preferred embodiment
  • a plate 104 movable substantially horizontally is provided on the first load port 102 of the processing apparatus 100 shown in FIG. 1, a plate 104 movable substantially horizontally is provided.
  • plate 104 for example,
  • An openable / closable (front-opening-union-id-pod-type) cassette 106 capable of accommodating 25 wafers W of 300 mm is placed. Also, as shown in FIGS. 1 and 2, for example, three pins 108 are provided on the plate 104. On the other hand, corresponding to each pin 108, a groove is formed on the bottom of the cassette 106 as shown in Fig. 2.
  • the first load port 102 has a rear face of a cassette 106 placed on the first load port 102, as will be described later.
  • Room 1 2 2 Shielding wall 1 2 2 Pressing against the outer surface of a
  • a drive mechanism (not shown) for moving the stopper 1 112 up and down is connected to the stopper 1 112.
  • An opening is formed in a side portion of the cassette 106, and a door 106a is detachably attached to the opening.
  • a flange 106b (see FIGS. 4 and 13A) is formed around the opening.
  • the processing device 100 has a first load port 102 configured substantially the same as the first load port 102.
  • the second to fourth load ports 114, 116, 118 are arranged adjacent to each other on the substantially straight line together with the first load port 102. 1st to 4th mouth 1 0 2,
  • 1 1, 1 1, 1 1 and 1 1 8 constitute a portal site 120. Further, as shown in FIG. 1, the first to fourth ports 102, 114, 116, 118 are in contact with the first transfer chamber 122, ie, the first transfer space, respectively. Are located.
  • the first transfer chamber 1 2 2 is divided by a plurality of walls, and of these walls, a blocking wall 1 2 2a provided between the first transfer chamber 1 2 2 and each load port, The atmosphere on the first transfer chamber 122 side and the atmosphere on each load port side are shut off.
  • a first transfer device 124 shown in FIGS. 1 to 3 is disposed in the first transfer chamber 122.
  • the first transfer device 124 can hold two wafers W at the same time and can transfer each wafer W independently. That is, as shown in FIG. 3, the first transfer device 124 includes a pair of so-called slacker-type (multi-joint type) transfer arms each having a substrate holding section (fork section) 124a and 124b.
  • the first substrate holding part 124a and the second substrate holding part 124b can move in the horizontal and vertical directions independently of each other.
  • one door orbner 126 is provided on each of the first to fourth load ports 102, 11, 1 16, and 118 on the side of the first transfer chamber 122.
  • the door opener 126 can open and close a removable door 106a provided on the cassette 106 by a vertically movable holding portion 126a.
  • a gas supply path and a gas exhaust path (not shown) for supplying N 2 as a clean gas are connected in the first transfer chamber 122.
  • N 2 supplied from the upper part of the first transfer chamber 122 is exhausted from the lower part of the first transfer chamber 122.
  • a return path 128 for circulating is connected to the first transfer chamber 122.
  • the first transfer chamber 122 is connected to first and second load port chambers 130 and 132.
  • the first and second load lock chambers 130, 132 are arranged opposite to the load boat site 120.
  • gate valves G 1 and G 2 corresponding to the first port are provided between the lock chamber 130 and the first transfer chamber 122 and between the second load lock chamber 132 and the first transfer chamber 122, respectively. Is installed.
  • the first and second load lock chambers 130 and 132 are connected to a second transfer chamber (vacuum transfer chamber) 133, that is, a second transfer space.
  • corresponding gate valves G 3 and G 4 are provided between the first load lock chamber 130 and the second transfer chamber 133 and between the second load lock chamber 132 and the second transfer chamber 133. Is equipped.
  • first and second load lock chambers 130, 132 will be described. Since the first and second load lock chambers 130 and 132 have substantially the same configuration, the second load lock chamber 132 will be described as an example. Shown in Figure 5A In the second load lock chamber 1 32, there is a small cooling plate that also serves as a
  • the cooling plate 136 is provided with a refrigerant circulation path 136 that can circulate a refrigerant at a predetermined temperature.
  • a first glass plate 138 is disposed above the second load lock room 132, and the first glass plate 138 is a part of the ceiling of the second load lock room 132. Has formed.
  • the second load lock chamber 1 32 has a substrate holding unit capable of holding the wafer W.
  • the substrate holding part 144 is disposed between the first glass plate 138 and the cooling plate 134.
  • the substrate holder 144 is provided with an elevating mechanism 144 for moving the substrate holder 144 up and down.
  • the substrate holding part 144 connected to the elevating mechanism 144 is disposed between the first glass plate 138 and the cooling plate 134.
  • the substrate holding part 144 is formed in a substantially ring shape, and the inner diameter of the substrate holding part 144 is larger than the outer diameter of the cooling plate 134.
  • the holding pins 144 a are attached to the substrate holding section 144 at three locations, and the wafer W is held on the holding pins 144 a.
  • an exhaust pipe 146 for evacuating the second load lock chamber 132 and a gas supply for supplying gas to the second load lock chamber 132 are provided to the second mouth lock chamber 132. Tubes 148 are connected. Port 2 — The volume of the lock chamber 1 32 is set to the minimum volume that can accommodate only one wafer W, for example, about 5 liters.
  • the positioning device 150 is provided opposite to the load port site 120 and below the center position between the first load lock chamber 130 and the second load lock chamber 132. As shown in FIG. 6, a rotation mechanism 152 for rotating the wafer W and a sensor 154 for detecting the position of the wafer W are provided in the positioning device 150.
  • a second transfer device 156 is disposed in the second transfer chamber 133 shown in FIG.
  • the second transfer device 1 56 can hold two wafers W at the same time, Each wafer W can be transferred independently. That is, as shown in FIG. 7, the second transfer device 156 includes a pair of so-called frog-legged transfer arms including first and second substrate holding portions (fork portions) 156a and 156b. The first substrate holding part 156a and the second substrate holding part 156b can move in a predetermined horizontal direction independently of each other.
  • an exhaust mechanism (not shown) capable of exhausting the atmosphere in the second transfer chamber 133 is connected.
  • first to fourth vacuum processing chambers 158, 160, 162, 164 are connected around the second transfer chamber 133.
  • the first to fourth vacuum processing chambers 158, 158 are connected.
  • Reference numerals 160, 162, and 164 constitute processing chambers of a plasma CVD apparatus that perform different film forming processes.
  • gate valves G5, G6, G7, G 8 is interposed between the first to fourth vacuum processing chambers 158, 160, 162, 164 and the second transfer chamber 133.
  • first to fourth load ports 102, 114, 116, 118, the first transfer chamber 122, the first and second load lock chambers 130, 132, the positioning device 150, and the second The transfer chamber 133 and the first to fourth vacuum processing chambers 158, 160, 162, 164 are air-tightly separated by a partition plate 166.
  • the atmosphere of the first to fourth load ports 102, 114, 116, 118 to which the cassette 106 is transported is the same as the atmosphere in the clean room.
  • T-Arm second transfer device 156 (first and second substrate holding units 156a and 156b are indicated by P1 and P2, respectively)
  • XXX-YYY in the L-arm process and the T-arm process indicates that the wafer W is transferred from XXX to YYY.
  • LP-P1 indicates that the wafer W is transferred from any one of the first to fourth load ports 102, 114, 1 16, and 18 to the first substrate holding unit 124a.
  • the processing steps from 350 seconds to 1917 seconds after the start of the processing are omitted as shown in FIG. 10 because substantially the same operation is repeated.
  • the cassette 106 containing the unprocessed wafer C is inserted into the groove 110 and the pin 108 by, for example, a plate 3
  • the plate 104 moves together with the cassette 106 to the first transfer chamber 122.
  • the stopper 112 rises, and the cassette 106 is pressed against and fixed to the outer surface of the blocking wall 122 a of the first transfer chamber 122 as shown in FIGS. 1, 2 and 4. Since the cassette 106 is fixed as described above, the pressure in the first transfer chamber 122 is increased by the N 2 circulating in the first transfer chamber 122, and the pressure in the first to fourth ports 102, 114 is reduced.
  • the door 106 a of the cassette 106 is moved to the door orbner 12 2 as shown in FIGS. 2 and 4. Hook with the holding portion 126 of 6 and remove the door 106a from the cassette 106.
  • the inside of the cassette 106 communicates with the first transfer chamber 122 via the window 122b formed in the blocking wall 122a, ie, the communication port.
  • the outer surface of the blocking wall 122a and the flange 106b of the cassette 106 are hermetically engaged.
  • mapping is performed by a mapping sensor (not shown) provided in the first transfer device 124. Then, as shown in FIGS. 1 and 2, after the mapping is completed, the wafer W in the cassette 106 is transported by the first transport device 124 to the workpiece positioning device 150, and As shown in 6, perform positioning of C.
  • the wafer W having been subjected to the predetermined alignment is again placed on the substrate holding portion 144 in the first load lock chamber 130 by the first transfer device 124, for example.
  • the gate valve G1 is opened and the gate valve G3 is closed, so that the atmosphere is substantially maintained at the atmospheric pressure.
  • the gate valve G1 is closed, the atmosphere in the first load lock chamber 130 is exhausted, and the pressure atmosphere in the first load lock chamber 130 is reduced to the pressure in the second transfer chamber 133. It is reduced to approximately the same as the atmosphere, for example, 10 O m T 0 rr.
  • the wafer W on the substrate holder 144 is raised relatively to approach the heating lamp 142, and the heating lamp 142 is turned on to remove the wafer W on the substrate holder 144.
  • Heat to a predetermined temperature for example, 500 ° C. Note that, even when the above-described alignment is performed and the wafer W is transported into the second mouth and lock chamber 1332, the same steps as those described above are performed.
  • the gate valve G3 is opened, and the first transfer device 156 opens the gate valve G3.
  • the wafer W in the load lock chamber 130 is unloaded, and further loaded into the first vacuum processing chamber 158.
  • the gate valve G5 is closed and the first vacuum processing is performed.
  • the wafer W is further heated by a lamp in the first vacuum processing chamber 158 to form, for example, a tungsten thin film on the wafer W.
  • the substrate holding section 1 in the second opening-and-locking chamber 1 32 is provided. 4 Placed on 3.
  • the gate valve G4 is opened and the gate valve G2 is closed in the second load lock chamber 1332, the atmosphere in the second load lock chamber 1332 is substantially the same as that in the second transfer chamber 133. Has been maintained.
  • the gas in the second load lock chamber 1 3 in 2 gate valve G 4 are close, for example, to supply N 2, second necked one mud click chamber 1 3 pressure atmosphere in the 2 first transfer chamber The pressure is raised to the same atmospheric pressure as the pressure in 1 2 2.
  • the substrate holder 144 is relatively lowered, the wafer W on the substrate holder 144 is placed on the cooling plate 134, and the temperature of the wafer W is reduced to, for example, 70 ° C. To lower. Note that, even when the wafer W is transferred into the first load lock chamber 130, the same steps as described above are performed.
  • the gate valve G2 is opened, and the second load lock is performed by the first transfer device 124.
  • the wafer W is transferred again to the cassette 106.
  • the holding portion 126a of the door orbner 126 rises, and the door 106 is lifted. 6a is attached to cassette 106.
  • the stopper 112 descends, the plate 104 moves back to the position where the cassette 106 is attached and detached, and the cassette 106 is detached.
  • Each device provided in the processing device 100 operates as described above.
  • a plurality of devices operate simultaneously and in combination. . That is, for example, at a point in time after elapse of 150 seconds from the start of the processing shown in FIG. 8, the transport operation of the first transport device 124, the alignment by the workpiece alignment device 150, and the second 1
  • the evacuation and heating of the wafer W in the load lock chamber 130 and the film formation in the first and fourth vacuum processing chambers 158 and 164 are simultaneously performed. Also, for example, at a point in time after a lapse of 250 seconds from the start of the processing shown in FIG.
  • the first and second load lock chambers 130 and 132 are set to the minimum volume capable of accommodating only one wafer W, the first and second load lock chambers 130 and 132 are set. , 132 can be quickly evacuated and gas supply to the chambers 130, 132 can be performed quickly, and the time required for pressure adjustment in the first and second load lock chambers 130, 132 can be reduced. Can be. As a result, the transfer time of the wafer W between the first transfer device 124 and the second transfer device 156 can be shortened, so that the throughput can be improved.
  • both the first transfer device 124 and the second transfer device 156 correspond to the first and second substrate holding portions 124a, 124b and the first and second substrate holding portions 156a, Since the two substrate holders consisting of 1 and 56 are formed, even if the first and second load lock chambers 130 and 132 are configured as a single wafer type, the transfer of the wafer W can be performed quickly. And throughput can be further improved.
  • a workpiece positioning device 150 is provided around the first transfer chamber 122, and a heating device and a cooling device for the wafer W are provided in the first and second load lock chambers 130, 132. Therefore, the number of times the wafer W is transferred by the second transfer device 156 can be reduced, and the throughput can be further improved. Further, since the processing object positioning device 150 is arranged at a position sandwiched by the first and second opening lock chambers 130 and 132, the processing object positioning device 150 and the first to fourth processing devices are arranged. The transport distance between the load ports 102, 1 14, 1 16, 6, 18 and the first and second load lock chambers 130, 132 can be reduced.
  • the transfer area of the first transfer device 124 can be narrowed, so that the transfer time can be reduced and the size of the first transfer chamber 122 can be reduced.
  • the cassette 106 is fixed by Stono 1 12, During loading / unloading of the wafer W, it is possible to reliably prevent the cassette 106 from shifting or falling from the first to fourth load ports 102, 114, 116, 118. c
  • a preferred embodiment of the present invention has been described with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to this configuration. Within the scope of the technical idea described in the appended claims, those skilled in the art will be able to conceive various changes and modifications. It is understood that it belongs to the range.
  • the configuration in which the stopper that presses the rear surface of the cassette against the outer wall surface of the first transfer chamber is described as an example, but the present invention is not limited to such a configuration.
  • circumferentially movable stoppers 200 are provided at the first to fourth load ports 102, 114, 116, 118, respectively.
  • the flange portion 106 b formed on the door 106 a side of the cassette 106 by the stopper 200 is moved to the first position. You may comprise so that it may press on the outer surface of the blocking wall 1 2 2a of the carrying room 1 2 2.
  • the positioning device is disposed at a position sandwiched between the first load lock chamber and the second load lock chamber.
  • the end of the first transfer chamber 122 with respect to the moving direction of the first transfer device 122 in the example shown in FIG. 14, the position adjacent to the left end of the first transfer chamber 122)
  • the end of the first transfer chamber 122 in a direction substantially perpendicular to the moving direction in the example shown in FIG. 14, the fourth port 1 18 sandwiches the first transfer chamber 122).
  • the number of wafers accommodated in the cassette is not limited to 25, and may be any number.
  • first and second transfer devices may be capable of holding three or more workpieces.
  • the scalar type transfer arm is used for the first transfer device
  • the frog-leg type transfer arm is used for the second transfer device
  • the frog-leg type transfer device is used for the first transfer device.
  • a SCARA type transport device is used for the second and second transport devices, or both the first and second transport devices are SCARA type transport devices or It may be composed of a log-leg type transfer device.
  • the gas circulated in the first transfer chamber is not limited to N 2 , and for example, various clean gases such as clean air and various inert gases may be circulated.
  • the processing apparatus has four load ports, two port-lock chambers, and four vacuum processing chambers, but it is sufficient that each of these is provided in plurality. Further, the number of positioning devices is not limited to one, and two or more positioning devices may be provided.
  • the first to fourth vacuum processing chambers are all processing chambers of the CVD apparatus, but may be vacuum processing chambers of various plasma processing apparatuses such as an etching apparatus and an asshing apparatus. .

Description

明 細 書 処理装置 技術分野
本発明は、 半導体ウェハ等の被処理体に対して処理を行う処理装置に関する。 背景技術
従来、 半導体装置の製造工程においては、 スループットの向上や半導体装置の 汚染防止などの観点から、 真空搬送室 （トランスファチャンバ） を中心として、 その周囲の複数の真空処理室 （プロセスチャンバ） や、 一つまたは二つ以上の口 ードロック室や、 被処理体の加熱や冷却を行う真空予備室などを配置した、 いわ ゆるクラス夕装置化されたマルチチャンバ型処理装置が使用されている。 また、 上記ロードロック室には、 大気側搬送室を介してカセッ トを載置可能な複数の口 —ドボ一卜が接続されており、 これらロードポートは、 ロードポートサイ トを構 成している。 また、 当該マルチチャンバ型処理装置には、 カセッ ト自体、 または カセッ ト内の複数の被処理体、 例えば半導体ゥヱハ （以下、 「ウェハ」 とい う。） を収容するバッチ型のロードロック室を備えた処理装置 （以下、 「バッチ 型処理装置」 という。） と、 ウェハを 1枚ごとに収容する枚葉型のロードロック 室を備えた処理装置 （以下、 「枚葉型処理装置」 という。） とがある。
まず、 バッチ型処理装置での処理工程について説明すると、 始めに密閉 （開 閉） 型の力セヅ トをロードポート上に載置した後、 このカセッ ト自体またはカセ ッ 卜に 容された例えば 1 3枚または 2 5枚のウェハ全てを、 大気側搬送室内に 配置された第 1搬送アームによってロードロック室内に搬送する。 次いで、 口一 ドロック室内を密閉して真空引きを行い、 ロードロック室内と真空搬送室内の圧 力雰囲気が実質的に同一になった後に、 ロードロック室内と真空搬送室内とを連 通させる。 その後、 真空搬送室内に配置された第 2搬送アームにより、 ロード口 ック室内の各ウェハを、 真空搬送室内またはその周囲に配された被処理体位置合 わせ装置で位置合わせした後、 真空予備室や各真空処理室内に搬送し、 該ウェハ に対して成膜処理などの所定の処理を施している。 また、 処理済みのゥヱハは、 第 2搬送アームにより、 再びロードロック室内または該室内のカセッ卜に搬送す る。 そして、 全てのウェハを回収すると、 ロードロック室内を再び密閉して該室 内の圧力雰囲気を大気圧雰囲気に上昇させた後、 ロードロック室内と大気側搬送 室内とを連通させる。 その後、 第 1搬送アームにより、 カセッ トをロードポート に、 またはウェハをロードポート上のカセッ 卜に搬送している。
また、 枚葉型処理装置では、 上記第 1搬送アームにより、 ロードポート上に載 置されたカセット内のウェハを、 大気側搬送室の周囲に配置された被処理体位置 合わせ装置で位置合わせをした後、 ロードロック室内に 1枚ずつ搬送する。 次い で、 ロードロック室内を密閉して真空引きを行い、 上記と同様にロードロック室 内と真空搬送室内の圧力雰囲気が実質的に同一になった後に、 ロードロック室内 と真空搬送室内とを連通させる。 その後、 上記第 2搬送アームにより、 口一ドロ ック室内のウェハを真空予備室や各真空処理室内に搬送し、 上記と同様に所定の 処理を施す。 また、 処理済みのウェハは、 第 2搬送アームにより再び口一ドロッ ク室内に搬送し、 ロードロック室を密閉して該室内を大気圧雰囲気に上昇させた 後、 ロードロック室内と大気側搬送室内とを連通させる。 その後、 第 1搬送ァー ムにより、 ウェハをロードポート上のカセッ トに搬送している。 また、 上述した 各工程は、 カセッ ト毎に連続して行われている。
また、 上記バッチ型および枚葉型処理装置とも、 大気側搬送室内に N 2 などの 清浄気体を供給し、 大気側搬送室内の圧力を大気側搬送室やロードポートサイ ト などが配置されているクリーンルーム内の圧力よりも相対的に高くして、 該大気 側搬送室内へのパーティクルの侵入を軽減させている。
しかしながら、 上述したバッチ型処理装置では、 ロードロック室がカセッ ト自 体や、 複数枚のゥヱハを収容可能な容積を有しているため、 ロードロック室内の 雰囲気を排気し、 または給気するまでに時間がかかる。 さらに、 該装置では、 被 処理体位置合わせ装置を真空搬送 §の周囲に配置しなければならないため、 第 2 搬送アームのウェハの受け渡し回数が増加し、 搬送時間 （周期） が増加する。 そ の結果、 スループッ トが低下する原因となる。
また、 上記枚葉型処理装置では、 第 1搬送アームや第 2搬送アームが 1枚のゥ ェハのみしか保持できない場合には、 ロードロック室を介してのウェハの受け渡 し交換に時間がかかる。 また、 ロードロック室内にウェハを載置する複数の載置 台を設ければ、 上記ウェハの受け渡し交換時間を短縮することができるが、 口一 ドロック室の容積が大きくなるために、 上記バッチ型処理装置と同様に、 ロード ロック室内の雰囲気の排気および給気に時間がかかる。 その結果、 上記と同様に、 スループッ 卜が低下する原因となる。
また、 上記従来の枚葉式処理装置では、 カセッ トの開放時から密閉時まで、 力 セッ ト内と大気側搬送室内とを気密に接続させるため、 例えばカセッ トを、 口一 ドポートに設けられたピンと、 カセット底部に設けられた穴や溝とを相互に嵌合 させることにより保持している。 しかしながら、 カセッ トを、 カセッ ト底部のみ で支持すると、 上述の如く大気側搬送室内に清浄気体を導入して、 大気側搬送室 内の圧力をクリーンルーム内の圧力よりも相対的に高く設定した場合には、 該圧 力差によりカセットがクリーンルーム側に押し出され、 該カセットが所定位置か らずれたり、 あるいは、 ロードポート上から落下することもある。 その結果、 力 セッ ト内、 あるいは大気側搬送室内にパーティクルが侵入してウェハに付着する だけではなく、 カセッ トゃカセッ ト内のウェハが損傷する原因ともなる。 発明の開示
本発明は、 従来の技術が有する上記のような問題点に鑑みて成されたものであ る。 本発明の第 1の目的は、 カセッ ト内の被処理体を真空処理室内に搬入するま での時間と、 第 2搬送室内での被処理体の搬送時間周期と、 処理済みの被処理体 をカセッ ト内に搬入するまでの時間とを実質的に短縮し、 スループッ トを向上さ せることが可能な、 新規かつ改良されたマルチチャンバ型処理装置を提供するこ とである。
本発明の第 2の目的は、 第 1搬送空間内への清浄気体の供給により、 第 1搬送 空間内の圧力が外部の圧力よりも相対的に高く維持されていても、 カセッ 卜が所 定位置からずれたり、 あるいはカセッ 卜が口一ドポート上から落下することを防 止可能な、 新規かつ改良されたマルチチャンバ型処理装置を提供することである。 上記目的を達成するため、 本発明は、 ドアを有するカセッ トをそれぞれ載置可 能な複数のロードポートを、 第 1搬送空間に隣接させて略直線的に配列してなる ロードポートサイ トと、 前記各ロードポートに設けられ、 前記カセッ トのドアを 開閉するドアオーブナと、 気密に構成された第 2搬送空間の周囲に配置された複 数の真空処理室と、 前記第 1搬送空間と前記第 2搬送空間との間に配置された複 数のロードロック室であって、 各々が処理体を 1つだけ収容可能な、 複数のロー ドロック室と、 前記各ロードロック室に対応して設けられ、 前記各ロードロック 室と前記第 1搬送空間とを隔離する、 複数の第 1ゲートバルブと、 前記各ロード ロック室に対応して設けられ、 前記各ロードロック室を前記第 2搬送空間とを隔 離する、 複数の第 2ゲートバルブと、 前記各真空処理室に対応して設けられ、 前 記各真空処理室と前記第 2搬送空間とを隔離する、 複数の第 3ゲートバルブと、 前記第 1搬送空間に隣接して設けられ、 前記被処理体の位置合わせを行う位置合 わせ装置と、 前記第 1搬送空間に配置され、 前記ロードポート、 前記口一ドロッ ク室及び前記位置合わせ装置の間で被処理体を搬送可能な第 1搬送装置であって、 各々が被処理体を 1つだけ保持可能であってかつ各々が独立して移動可能な少な くとも 2つの保持部を有する、 第 1搬送装置と、 前記第 2搬送空間に配置された 第 2搬送装置であって、 前記口一ドロック室と前記真空処理室との間で被処理体 を搬送可能な第 2搬送装置であって、 各々が被処理体を 1つだけ保持可能であつ てかつ各々が独立して移動可能な少なくとも 2つの保持部を有する、 第 2搬送装 置とを備えた処理装置を提供する。
かかる構成によれば、 各ロードロック室にひとつの被処理体のみを収容する枚 葉型の口一ドロック室を採用したので、 該ロードロック室の容積をバッチ型の口 一ドロック室の容積よりも相対的に小さくすることができ、 ロードロック室内の 真空引き時間および該室内へのガスの給気時間を実質的に短縮することができる。 さらに、 該ロードロック室を採用すれば、 被処理体位置合わせ装置を第 1搬送空 間の周囲に設けることができるため、 減圧雰囲気の第 2搬送空間内に配された第 2搬送装置での被処理体の受け渡し回数を減らすことができる。 さらに、 第 1搬 送装置と第 2搬送装置は、 少なくとも 2つの被処理体を保持可能であり、 かつ、 それら各被処理体を相互に独立して所定方向に搬送できるため、 該装置に 1つの みの被処理体を収容可能なロード口ック室を採用しても、 第 1搬送空間とロード ロック室、 およびロードロック室と第 2搬送空間との間での被処理体の受け渡し 交換を迅速に行うことができる。 その結果、 上記各搬送時間および給排気時間の 短縮により、 スループットを向上させることができる。
第 1搬送装置を、 ロードポートの配列方向に平行な方向に移動可能とし、 位置 合わせ装置を、 前記ロードポートの配列方向に関して前記第 1搬送空間の端部に 隣接して設けてもよい。 マルチチャンバ型の処理装置では、 第 1搬送装置の搬送 範囲を相対的に狭くするために、 各口一ドポ一トと各口一ド口ック室とを対向配 置することが多い。 従って、 第 1搬送装置を、 上記の如くロードポートの配列方 向に略平行に移動させれば、 被処理体を迅速に搬送することができる。 また、 位 置合わせ装置を、 前記ロードポートの配列方向に関して前記第 1搬送空間の端部 に隣接して設けることにより、 各口一ドポートと各ロードロック室の配置位置を 制限することがない。
位置合わせ装置は、 2つのロードロック室によって挟まれる位置に設けること ができる。 これにより、 各ロードポートと被処理体位置合わせ装置、 および被処 理体位置合わせ装置と各ロードロック室との間での被処理体の搬送距離を相対的 に短縮することができるため、 被処理体の搬送時間を短縮して、 スループッ トを さらに向上させることができる。
また、 ロードロック室に、 被処理体を冷却する冷却装置を備えたり、 被処理体 を加熱する加熱装置を備えれば、 第 2搬送空間の周囲にそれら冷却装置や加熱装 置を設ける必要がない。 その結果、 被処理体を加熱装置や冷却装置に搬送するェ 程を省略できるので、 第 2搬送装置の搬送回数を減少させることができ、 スルー プッ トをさらに向上させることができる。
また、 第 1搬送空間に清浄気体を循環させれば、 第 1搬送空間内や、 ロード口 ック室内や、 開放されたカセッ ト内にパーティクルが侵入することを防ぎ、 被処 理体に該パーティクルが付着することを防止できるため、 歩留りを向上させるこ とができる。
さらに、 各ロードポートにカセッ トの落下防止用ストッパを備えれば、 各ロー ドポート上に載置されたカセッ トを確実に保持することができ、 カセッ 卜が所定 位置からずれたり、 ロードポート上から落下することを防止できる。 従って、 第 1搬送空間内に清浄気体を供給し循環させると共に、 第 1搬送空間内の圧力を各 口一ドポートが配された大気側の圧力よりも相対的に高く設定した場合に、 カセ ットに該圧力が付加されても、 上述の如くカセッ 卜のずれや落下を防止すること ができる。
また、 ストッパを、 昇降自在に構成すれば、 各ロードポートへのカセッ トの搭 載作業、 および各ロードポートからのカセッ 卜の離脱作業に影響を及ぼすことな く、 ストッパを設けることができる。
さらに、 ストッパでカセッ トを第 1搬送空間側に向けて押圧すれば、 上述の如 く第 1搬送空間内と大気側との間に圧力差が生じている場合でも、 カセッ ト内と 第 1搬送空間内とを気密に連通させることができ、 カセッ ト内や第 1搬送空間内 へのパーティクルの侵入を確実に防止できる。
また、 本発明の第 2の観点によれば、 真空処理室内で被処理体に対して所定の 処理を行う処理装置において、 その側部に開口が形成されるとともに該開口に着 脱自在に装着されるドアを有するカセッ トを載置可能な口一ドポートであって、 搬送空間に隣接して設けられたロードポートと、 前記口一ドボ一ト側の雰囲気と 前記搬送空間内の雰囲気とを遮断する遮断壁であって、 前記カセッ 卜の内部と前 記搬送空間とを連通する連通口を有する遮断壁と、 前記口一ドポートに設けられ、 前記カセッ トのドアを開閉するドアオーブナと、 前記搬送空間に配置され、 前記 カセッ 卜に対して前記被処理体を出し入れするとともに、 前記被処理体を前記搬 送空間に隣接した所定の場所に移送可能な搬送装置と、 前記ロードポートに設け られ、 前記カセッ トの前記側部を前記遮断壁に向けて押しつける押圧手段と、 を 備えた処理装置が提供される。
かかる構成によれば、 ロードポート上に載置されたカセッ トを確実に保持する ことができ、 カセッ トが所定位置からずれたり、 ロードポート上から落下するこ とを防止できる。
カセッ トが開口の周囲にフランジを有している場合、 前記押圧手段は、 前記力 セッ トのフランジを前記遮断壁に向けて押圧するように構成することができる。 前記押圧手段により前記カセッ トが前記遮断壁に向けて押しつけられている場 合、 前記フランジと前記遮断壁とが密封係合するように構成することができる。 これにより、 搬送空間内と大気側との間に圧力差が生じている場合でも、 カセッ ト内と搬送空間内とを気密に連通させることができ、 カセッ ト内ゃ搬送空間内へ のパーティクルの侵入を確実に防止できる。 図面の簡単な説明
図 1は、 本発明を適用可能なマルチチャンバ型処理装置を示す概略的な説明図 である。
図 2は、 図 1に示すロードポートとカセッ トを表す概略的な断面図である。 図 3は、 図 1に示す第 1搬送アームを表す概略的な斜視図である。
図 4は、 図 1に示すロードポートとカセッ トを表す概略的な斜視図である。 図 5 Aは、 図 1に示すロードロック室を表す概略的な断面図であり、 図 5 Bは、 図 5 Aに示す基板保持部を表す概略的な平面図である。
図 6は、 図 1に示す被処理体位置合わせ装置を表す概略的な断面図である。 図 7は、 図 1に示す第 2搬送アームを表す概略的な斜視図である。
図 8は、 図 1に示す処理装置の処理工程を表す概略的なタイミングチャートで ある。
図 9は、 図 1に示す処理装置の処理工程を表す概略的なタイミングチャートで ある。
図 1 0は、 図 1に示す処理装置の処理工程を表す概略的なタイミングチヤ一ト である。
図 1 1は、 図 1に示す処理装置の処理工程を表す概略的なタイミングチャート である。
図 1 2は、 図 1に示す処理装置の処理工程を表す概略的なタイミングチャート である。
図 1 3 A及び図 1 3 Bは、 図 1に示す処理装置に適用可能な他のストツバを説 明するための概略的な説明図であり、 図 1 3 Aは、 カセットの着脱時の状態を示 し、 図 1 3 Bは、 カセットの固定時の状態を示している。
図 1 4は、 本発明を適用可能な他のマルチチャンバ型処理装置を示す概略的な 説明図である。 好適な実施形態の説明
以下に、 添付図面を参照しながら、 本発明にかかるマルチチャンバ型処理装置 を、 ゥヱハに各種所定の成膜処理を施すマルチチャンバ型処理装置に適用した実 施の一形態について詳細に説明する。
( 1 ) 処理装置の全体構成
まず、 図 1〜図 7を参照しながら、 本発明によるマルチチャンバ型処理装置
1 0 0の全体構成について説明する。
図 1に示す処理装置 1 0 0の第 1ロードポート 1 0 2上には、 略水平方向に移 動可能なプレート 1 0 4が設けられている。 プレート 1 0 4上には、 例えば
3 0 0 mmのウェハ Wを 2 5枚収容可能な開閉型 （フロントオープニングュニフ アイ ドポッ ド型） のカセッ 卜 1 0 6が載置される。 また、 図 1および図 2に示す ように、 プレート 1 0 4上には、 例えば 3本のピン 1 0 8が設けられている。 一 方、 各ピン 1 0 8に対応して、 図 2に示すように、 カセッ ト 1 0 6底部に溝部
1 1 0が設けられている。 第 1ロードポート 1 0 2には、 図 1、 図 2および図 4 に示すように、 第 1ロードポート 1 0 2上に載置されたカセッ ト 1 0 6の背面を、 後述する第 1搬送室 1 2 2の遮断壁 1 2 2 aの外面に向けて押圧するス トツバ 1
1 2が設けられている。 ストッノ 1 1 2には、 該ストツバ 1 1 2を上下動させる 不図示の駆動機構が接続されている。 カセッ ト 1 0 6の側部には開口が形成され ており、 該開口にはドア 1 0 6 aが着脱自在に装着されている。 また、 該開口の 周りにはフランジ 1 0 6 b (図 4及び図 1 3 A参照） が形成されている。
また、 処理装置 1 0 0には、 第 1ロードポート 1 0 2と略同一に構成された第
2〜第 4ロードポート 1 1 4 , 1 1 6 , 1 1 8が、 第 1ロードポート 1 0 2と共 に略直線上に順次隣接して配置されている。 第 1〜第 4口一ドボ一卜 1 0 2，
1 1 4 , 1 1 6， 1 1 8は、 口一ドポートサイ ト 1 2 0を構成している。 また、 第 1〜第 4口一ドポート 1 0 2， 1 1 4 , 1 1 6， 1 1 8は、 図 1に示すように、 それぞれ第 1搬送室 1 2 2すなわち第 1搬送空間に接して配置されている。
第 1搬送室 1 2 2は複数の壁体により区画されており、 これら壁体のうち第 1 搬送室 1 2 2と各ロードポートとの間に設けられている遮断壁 1 2 2 aにより、 第 1搬送室 1 2 2側の雰囲気と各ロードポート側の雰囲気とが遮断される。 第 1搬送室 122内には、 図 1〜図 3に示す第 1搬送装置 124が配置されて いる。 第 1搬送装置 124は、 2枚のウェハ Wを同時に保持可能であると共に、 各ウェハ Wを個別独立に搬送可能である。 すなわち、 第 1搬送装置 124は、 図 3に示すように、 それぞれが基板保持部 （フォーク部） 124 a, 124 bを備 えた、 いわゆるスラカ型 （多関節型） の一対の搬送アームから成る。 第 1基板保 持部 124 aと第 2基板保持部 124 bは、 相互に独立して水平および上下方向 に移動可能である。
第 1〜第 4ロードポート 102， 1 1 , 1 1 6, 1 18の第 1搬送室 122 側には、 図 2および図 4に示すように、 ドアオーブナ 1 26がそれぞれ 1つずつ 設けられている。 ドアオーブナ 126は、 カセッ ト 106に設けられた着脱自在 のドア 1 06 aを、 上下動自在な保持部 1 26 aにより開閉することができる。 また、 第 1搬送室 1 22内には、 清浄気体としての N2 を供給するための不図 示のガス供給経路とガス排気経路が接続されている。 本実施の形態では、 第 1搬 送室 1 22の上部から供給された N2 が第 1搬送室 122の下部から排気される ように構成されている。 さらに、 図 1に示すように、 第 1搬送室 1 22には、 を循環させるためのリターン路 128が接続されている。
さらに、 図 1に示すように、 第 1搬送室 122には、 第 1および第 2ロード口 ック室 1 30， 132が接続されている。 第 1および第 2ロードロック室 130, 132は、 ロードボ一卜サイ ト 120に対向して配置されている。 また、 第 1口 —ドロック室 130と第 1搬送室 122との間と、 第 2ロードロック室 132と 第 1搬送室 122の間には、 それぞれに対応するゲートバルブ G 1 , G 2が介装 されている。 さらに、 第 1および第 2ロードロック室 130 , 1 32は、 第 2搬 送室 （真空搬送室） 1 33すなわち第 2搬送空間に接続されている。 また、 第 1 ロードロック室 130と第 2搬送室 1 33との間と、 第 2ロードロック室 132 と第 2搬送室 133との間にも、 それぞれに対応するゲートバルブ G 3 , G4が 介装されている。
次に、 第 1および第 2ロードロック室 1 30 , 1 32の構成について説明する。 なお、 第 1および第 2ロードロック室 1 30, 132は、 それぞれ略同一に構成 されているので、 第 2ロードロック室 1 32を例に挙げて説明する。 図 5 Aに示 す第 2ロードロック室 1 3 2内には、 ウェハ Wの載置台を兼ねた冷却プレー小
1 3 4が配置されている。 冷却プレート 1 3 4には、 所定温度の冷媒を循環可能 な冷媒循環路 1 3 6が内装されている。 また、 第 2ロードロック室 1 3 2の上部 には、 第 1ガラス板 1 3 8が配置されており、 第 1ガラス板 1 3 8は第 2ロード ロック室 1 3 2の天井部の一部を成している。 第 1ガラス板 1 3 8の上部には、 第 2ガラス板 1 4 0を介して、 第 2ロードロック室 1 3 2内に配置されたウェハ Wを所定温度に加熱する加熱ランプ.1 4 2が設けられている。
また、 第 2ロードロック室 1 3 2内には、 ウェハ Wを保持可能な基板保持部
1 4 3が配置されている。 基板保持部 1 4 3は、 第 1ガラス板 1 3 8と冷却プレ ート 1 3 4との間に配置されている。 基板保持部 1 4 3には、 基板保持部 1 4 3 を上下動させる昇降機構 1 4 4が設けられている。 昇降機構 1 4 4に接続された 基板保持部 1 4 3は、 第 1ガラス板 1 3 8と冷却プレート 1 3 4との間に配置さ れている。 基板保持部 1 4 3は、 図 5 Bに示すように、 略リング状に形成されて おり、 基板保持部 1 4 3の内径は、 上記冷却プレート 1 3 4の外径よりも大きい。 基板保持部 1 4 3には、 3ケ所に保持ピン 1 4 3 aが取り付けられており、 この 保持ピン 1 4 3 a上にウェハ Wが保持される。 また、 第 2口一ドロヅク室 1 3 2 には、 第 2ロードロック室 1 3 2内を真空引きする排気管 1 4 6と、 第 2ロード ロック室 1 3 2内にガスを供給するガス供給管 1 4 8が接続されている。 第 2口 —ドロック室 1 3 2の容積は、 ウェハ Wを 1枚のみ収容可能な最小限の容積、 例 えば 5 リッ トル程度に設定されている。
再び図 1を参照すると、 第 1 ロードロック室 1 3 0と第 2ロードロック室 1 3 2との間には、 第 1搬送室 1 2 2に接続された被処理体位置合わせ装置
1 5 0が配置されている。 位置合わせ装置 1 5 0は、 ロードポートサイ ト 1 2 0 と対向し、 かつ第 1ロードロック室 1 3 0と第 2ロードロック室 1 3 2との間の 中央位置下方に設けられている。 位置合わせ装置 1 5 0内には、 図 6に示すよう に、 ゥヱハ Wを回転させる回転機構 1 5 2と、 ウェハ Wの位置を検出するセンサ 1 5 4が設けられている。
また、 図 1に示す第 2搬送室 1 3 3内には、 第 2搬送装置 1 5 6が配置されて いる。 第 2搬送装置 1 5 6は、 2枚のウェハ Wを同時に保持可能であると共に、 各ウェハ Wを個別独立に搬送可能である。 すなわち、 第 2搬送装置 156は、 図 7に示すように、 第 1および第 2の基板保持部 （フォーク部） 1 56 a, 156 bを備えたいわゆるフロッグレツグ型の一対の搬送アームから成る。 第 1基板保 持部 156 aと第 2基板保持部 1 56 bが相互に独立して所定の水平方向に移動 可能である。 第 2搬送室 133内には、 第 2搬送室 133内の雰囲気を排気可能 な不図示の排気機構が接続されている。
また、 第 2搬送室 133の周囲には、 第 1〜第 4真空処理室 1 58， 160， 1 62, 164が接続されており、 図示の例では、 第 1〜第 4真空処理室 158, 1 60， 1 62, 1 64は、 それぞれ異なる成膜処理を行うプラズマ CVD装置 の処理室を構成している。 また、 それら第 1〜第 4真空処理室 158, 1 60, 1 62, 1 64と、 第 2搬送室 1 33との間には、 それぞれに対応してゲートバ ルブ G5, G 6, G 7 , G 8が介装されている。
また、 第 1〜第 4ロードポート 102 , 1 14， 1 1 6, 1 18と、 第 1搬送 室 1 22、 第 1および第 2ロードロック室 130， 1 32、 位置合わせ装置 15 0、 第 2搬送室 1 33及び第 1〜第 4真空処理室 1 58, 1 60, 162, 16 4とは、 仕切り板 1 66によって気密に隔てられている。 カセッ ト 106が搬送 されてくる第 1〜第 4ロードポート 102, 1 14， 1 1 6, 1 1 8の雰囲気は、 クリーンル一ム内の雰囲気と同じである。
( 2 ) 処理工程
次に、 図 1〜図 12を参照しながら、 上述した処理装置 1 00を用いてウェハ Wに複数の成膜処理を施す際の処理工程について説明する。 なお、 本処理工程の 説明では、 理解を容易にするために、 第 1および第 4真空処理室 1 58 , 1 64 のみで成膜処理を行う場合を例に挙げて説明する。
まず、 図 8〜図 1 2に示す処理工程のタイミングチヤ一卜中に記載されている 用語について説明する。
(a) L— P o r t :第 1〜第 4ロードポート 102 , 1 14, 1 16 , 1 18 中のひとつのロードポート
( b ) L— A r m：第 1搬送装置 124 (第 1および第 2基板保持部 1 24 a, 1 24 bは、 それぞれ P 1および P 2で表示） ( c ) 0 r t ：被処理体位置合わせ装置 150
(d) LL 1 ：第 1ロードロック室 130
(e) LL 2 ：第 2ロードロック室 132
(f ) T一 Arm：第 2搬送装置 156 (第 1および第 2基板保持部 156 a， 156bは、 それぞれ P 1および P 2で表示）
(g) PM 1 ：第 1真空処理室 158
(h) PM2 ：第 4真空処理室 164
( i ) # 1— #n： ウェハ Wのシリアル番号
( j ) Do or Open :カセット 106のドア 106aを開ける
(k) D o rr Cl s ：カセッ ト 106のドア 106 aを閉じる
(1) Map :カセッ ト 106内のウェハ Wのマツビング
なお、 L一 Arm工程および T一 Arm工程の XXX— YYYは、 XXXから YYYへウェハ Wを搬送することを示している。 例えば、 LP— P 1は、 第 1〜 第 4ロードポート 102, 114, 1 16, 1 18のいずれかのロードポートか ら第 1基板保持部 124 aへウェハ Wを搬送することを示している。 また、 処理 開始後、 350秒〜 1917秒の間の処理工程は、 略同一の動作が繰り返される ので、 図 10に示すように省略する。
次に、 図 8〜図 12に示すタイミングチヤ一トを参照しながら、 処理工程につ いて説明する。
まず、 図 1に示すように、 未処理のゥヱハ Wを収容したカセッ ト 106を、 溝 部 1 10とピン 108とが嵌合するように、 例えば第 3口一ドボ一卜 1 16のプ レート 104上に載置すると、 プレ一ト 104がカセッ ト 106と共に第 1搬送 室 122側に移動する。 その後、 ストツバ 112が上昇し、 図 1、 図 2および図 4に示すように、 カセッ ト 106は第 1搬送室 122の遮断壁 122 aの外面に 押圧されて固定される。 カセッ ト 106が上述のように固定されるため、 第 1搬 送室 122内で循環する N2 により、 第 1搬送室 122内の圧力が第 1〜第 4口 一ドボ一卜 102, 1 14, 1 16, 1 18が配されているクリーンルームの圧 力よりも相対的に高く設定され、 例えば数 100 g〜 1 k g程度の力がカセッ ト 106に負荷されても、 カセッ ト 106を所定位置に固定できる。 また、 以下各工程は、 図 8〜図 1 2に示すように順次行われる。 以下には、 第 1および第 2搬送装置 1 2 4 , 1 5 6や、 第 1および第 2ロードロック室 1 3 0 , 1 3 2などの各装置の動作を主に説明する。
上記の如くカセッ ト 1 0 6が所定位置に配置されると、 図 8に示す工程で、 図 2および図 4に示すように、 カセッ ト 1 0 6のドア 1 0 6 aを、 ドアオーブナ 1 2 6の保持部 1 2 6 aで引っ掛け、 該ドア 1 0 6 aをカセヅ ト 1 0 6から外す。 この状態で、 カセッ ト 1 0 6の内部と、 第 1搬送室 1 2 2とが、 遮断壁 1 2 2 a に形成された窓 1 2 2 bすなわち連通口を介して連通する。 なお、 このとき遮断 壁 1 2 2 aの外面とカセット 1 0 6のフランジ 1 0 6 bとが密封係合する。
その後、 カセッ ト 1 0 6内に収容されているゥヱハ Wの枚数や配置状態を調べ るために、 第 1搬送装置 1 2 4に設けられた不図示のマッピングセンサによりマ ヅビングを行う。 そして、 図 1および図 2に示すように、 マッピングの終了後、 第 1搬送装置 1 2 4により、 カセッ ト 1 0 6内のゥヱハ Wを被処理体位置合わせ 装置 1 5 0に搬送し、 図 6に示すように、 ゥヱハ Wの位置合わせを行う。
そして、 所定の位置合わせが行われたゥヱハ Wは、 再び第 1搬送装置 1 2 4に より、 例えば第 1ロードロック室 1 3 0内の基板保持部 1 4 3上に載置される。 この際、 第 1ロードロック室 1 3 0内は、 ゲートバルブ G 1が開放され、 ゲート バルブ G 3が閉じられているため、 実質的に大気圧雰囲気に維持されている。 そ の後、 ゲートバルブ G 1を閉じて第 1ロードロック室 1 3 0内の雰囲気を排気し、 該第 1ロードロック室 1 3 0内の圧力雰囲気を第 2搬送室 1 3 3内の圧力雰囲気 と略同一の、 例えば 1 0 O m T 0 r rまで低下させる。 同時に、 基板保持部 1 4 3上のウェハ Wを相対的に上昇させて加熱ランプ 1 4 2に近づけると共に、 該加 熱ランプ 1 4 2を点灯し、 基板保持部 1 4 3上のウェハ Wを所定温度、 例えば 5 0 0 °Cに加熱する。 なお、 上記位置合わせが行われたゥヱハ Wが第 2口一ドロッ ク室 1 3 2内に搬送された場合でも、 上記と同様の各工程が行われる。
第 1ロードロック室 1 3 0内が所定の減圧雰囲気に達し、 かつゥヱハ Wが所定 の温度に加熱された後に、 ゲートバルブ G 3を開放し、 第 2搬送装置 1 5 6によ つて第 1ロードロック室 1 3 0内のウェハ Wを搬出し、 さらに第 1真空処理室 1 5 8内に搬入する。 その後、 ゲートバルブ G 5を閉じると共に、 第 1真空処理 室 1 5 8内に例えば W F 6 と Eh を供給した後、 該第 1真空処理室 1 5 8内でゥ ェハ Wをさらにランプで加熱して、 ウェハ Wに例えばタングステン薄膜を形成す o
成膜処理が施されたウェハ Wは、 第 2搬送装置 1 5 6により、 第 1真空処理室 1 5 8から搬出された後に、 例えば第 2口一ドロック室 1 3 2内の基板保持部 1 4 3上に載置される。 この際、 第 2ロードロック室 1 3 2内は、 ゲートバルブ G 4が開放され、 ゲートバルブ G 2が閉じられているため、 第 2搬送室 1 3 3内 と実質的に同一の減圧雰囲気に維持されている。 その後、 ゲートバルブ G 4を閉 じて第 2ロードロック室 1 3 2内にガス、 例えば N 2 を供給し、 該第 2口一ドロ ック室 1 3 2内の圧力雰囲気を第 1搬送室 1 2 2内の圧力雰囲気と略同一の大気 圧雰囲気にまで上昇させる。 同時に、 基板保持部 1 4 3を相対的に降下させて、 基板保持部 1 4 3上のウェハ Wを冷却プレート 1 3 4上に載置し、 ウェハ Wの温 度を例えば 7 0 °Cにまで低下させる。 なお、 ウェハ Wが第 1ロードロック室 1 3 0内に搬送された場合でも、 上記と同様の各工程が行われる。
その後、 第 2ロードロック室 1 3 2内が大気圧雰囲気に達し、 かつウェハ が 所定の温度に冷却された後に、 ゲートバルブ G 2を開放し、 第 1搬送装置 1 2 4 によって第 2ロードロック室 1 3 2内のウェハ Wを、 第 1搬送室 1 2 2内に搬出 した後、 カセッ ト 1 0 6に再び搬送する。 さらに、 処理が施されたウェハ Wが全 てカセッ ト 1 0 6に回収されると、 図 1 2に示す工程の如く、 ドアオーブナ 1 2 6の保持部 1 2 6 aが上昇し、 ドア 1 0 6 aがカセッ ト 1 0 6に取り付けられる。 そして、 ストヅパ 1 1 2が降下すると共に、 プレー卜 1 0 4がカセヅ ト 1 0 6の 着脱位置にまで後退して、 カセッ ト 1 0 6が離脱される。
処理装置 1 0 0に設けられた各装置は、 以上のように作動するが、 本実施の形 態では、 図 8〜図 1 2に示すように、 複数の装置が同時かつ複合的に作動する。 すなわち、 例えば、 図 8に示す処理開始から 1 5 0秒経過後の時点では、 第 1搬 送装置 1 2 4の搬送動作と、 被処理体位置合わせ装置 1 5 0での位置合わせと、 第 1ロードロック室 1 3 0内の真空引きおよびウェハ Wの加熱と、 第 1および第 4真空処理室 1 5 8 , 1 6 4内での成膜処理とが同時に行われる。 また、 例えば、 図 9に示す処理開始から 2 5 0秒経過後の時点では、 第 1搬送装置 1 2 4の搬送 動作と、 第 1ロードロック室 130内への N2 の給気およびウェハ Wの冷却と、 第 2ロードロック室 1 32内の真空引きおよびウェハ Wの加熱と、 第 2搬送装置 1 56の搬送動作と、 第 4真空処理室 164内での成膜処理とが同時に行われて いる。 従って、 ウェハ Wに所定の処理を施す場合に、 当該処理装置 100を採用 すれば、 該ウェハ Wを連続的に搬送して 4枚同時に処理を施すことができるため、 スル一プッ トを向上させることができる。
上記実施の形態においては、 第 1および第 2ロードロック室 130， 132を、 1枚のウェハ Wのみを収容可能な最小限の容積に設定したために、 それら第 1お よび第 2ロードロック室 130 , 132内の真空引きと、 該室内 130， 1 32 へのガスの給気を迅速に行うことができ、 第 1および第 2ロードロック室 130， 132内の圧力調整に要する時間を短縮することができる。 その結果、 第 1搬送 装置 124と第 2搬送装置 156との間でのウェハ Wの受け渡し時間を短縮する ことができるため、 スループッ トを向上させることができる。 さらに、 第 1搬送 装置 124と第 2搬送装置 1 56とも、 それぞれに対応して第 1および第 2基板 保持部 1 24 a, 1 24 bと、 第 1および第 2基板保持部 1 56 a, 1 56 と から成るふたつの基板保持部が形成されているため、 第 1および第 2ロードロッ ク室 130, 132が枚葉型に構成されていても、 ウェハ Wの受け渡し交換を迅 速に行うことができ、 さらにスループッ トを向上させることができる。
また、 被処理体位置合わせ装置 1 50が第 1搬送室 122の周囲に設けられて おり、 さらにウェハ Wの加熱装置と冷却装置が第 1および第 2ロードロック室 1 30, 1 32に設けられているため、 第 2搬送装置 1 56でのウェハ Wの搬送回 数を減少させることができ、 さらにスループッ トを向上させることができる。 さ らに、 被処理体位置合わせ装置 150が第 1および第 2口一ドロック室 130 , 132によって挟まれる位置に配置されているため、 被処理体位置合わせ装置 1 50と、 第 1〜第 4ロードポート 102， 1 14, 1 1 6, 1 18と、 第 1およ び第 2ロードロック室 1 30 , 132との間の搬送距離を短くすることができる。 その結果、 第 1搬送装置 1 24の搬送領域を狭くすることができるので、 搬送時 間を短縮することができると共に、 第 1搬送室 122の大きさも小さくすること ができる。 また、 カセッ ト 106は、 ストッノ 1 12によって固定されるので、 ウェハ Wの搬入出中に、 該カセッ ト 1 0 6がずれたり、 あるいは第 1〜第 4ロー ドポート 1 0 2 , 1 1 4 , 1 1 6 , 1 1 8から落下することを確実に防止できる c 以上、 本発明の好適な実施の一形態について、 添付図面を参照しながら説明し たが、 本発明はかかる構成に限定されるものではない。 特許請求の範囲に記載さ れた技術的思想の範疇において、 当業者であれば、 各種の変更例および修正例に 想到し得るものであり、 それら変更例および修正例についても本発明の技術的範 囲に属するものと了解される。
例えば、 上記実施の形態において、 カセッ トの背面を第 1搬送室の外壁面に押 圧するストツパを設けた構成を例に挙げて説明したが、 本発明はかかる構成に限 定されるものではない。 例えば、 図 1 3 Aに示すように、 円周方向に移動可能な ス トツバ 2 0 0を第 1〜第 4ロードポート 1 0 2， 1 1 4 , 1 1 6 , 1 1 8に設 け、 カセッ ト 1 0 6の固定時には、 図 1 3 Bに示すように、 該ストッパ 2 0 0に よりカセッ ト 1 0 6のドア 1 0 6 a側に形成されたフランジ部 1 0 6 bを第 1搬 送室 1 2 2の遮断壁 1 2 2 aの外面に押圧するように構成してもよい。
また、 上記実施の形態において、 位置合わせ装置は第 1ロードロック室と第 2 ロードロック室とで挟まれる位置に配置されていたが、 図 1 4に示すように、 位 置合わせ装置 3 0 2 , 3◦ 3を、 第 1搬送装置 1 2 4の移動方向に関して第 1搬 送室 1 2 2の端部 （図 1 4に示す例では、 第 1搬送室 1 2 2の左端に隣接する位 置） や、 該移動方向に略垂直な方向に関して第 1搬送室 1 2 2の端部 （図 1 4に 示す例では、 第 1搬送室 1 2 2を挟んで第 4口一ドポート 1 1 8と対向する位 置） に配置することもできる。
また、 カセッ トのウェハ収容枚数は 2 5枚に限定されず、 いかなる枚数であつ ても構わない。
また、 第 1および第 2搬送装置は、 3以上の被処理体を保持可能なものであつ てもよい。
さらに、 上記実施の形態では、 1搬送装置にスカラ型搬送アームを採用し、 第 2搬送装置にフロッグレッグ型搬送アームを採用しているが、 第 1搬送装置に フロッグレッグ型搬送装置を採用し、 第 2搬送装置にスカラ型搬送装置を採用し たり、 あるいは第 1および第 2搬送装置の両方とも、 スカラ型搬送装置またはフ ロッグレッグ型搬送装置から構成してよい。
また、 第 1搬送室内に循環させる気体は N 2 に限定されるものではなく、 例え ば清浄空気や各種不活性ガスなどの各種清浄気体を循環させてもよい。
さらに、 上記実施の形態では、 処理装置は、 4つのロードポートと、 2つの口 —ドロック室と、 4つの真空処理室を備えていたが、 これらはそれぞれ複数設け られていればよい。 また、 位置合わせ装置の数も 1つに限定されるものではなく、 2つ以上の位置合わせ装置を設けてもよい。
また、 上記実施の形態においては、 第 1〜第 4真空処理室が全て C V D装置の 処理室であつたが、 エッチング装置やアツシング装置などの各種プラズマ処理装 置の真空処理室であってもよい。

Claims

請求の範囲
1 . ドアを有するカセットをそれぞれ載置可能な複数のロードポートを、 第 1搬送空間に隣接させて略直線的に配列してなるロードポートサイ トと、 前記各ロードポートに設けられ、 前記カセッ 卜のドアを開閉するドアオーブナ と、
気密に構成された第 2搬送空間の周囲に配置された複数の真空処理室と、 前記第 1搬送空間と前記第 2搬送空間との間に配置された複数のロードロック 室であって、 各々が処理体を 1つだけ収容可能な、 複数のロードロック室と、 前記各ロードロック室に対応して設けられ、 前記各ロードロック室と前記第 1 搬送空間とを隔離する、 複数の第 1ゲートバルブと、
前記各口一ドロック室に対応して設けられ、 前記各ロードロック室と前記第 2 搬送空間とを隔離する、 複数の第 2ゲートバルブと、
前記各真空処理室に対応して設けられ、 前記各真空処理室と前記第 2搬送空間 とを隔離する、 複数の第 3ゲートバルブと、
前記第 1搬送空間に隣接して設けられ、 前記被処理体の位置合わせを行う位置 合わせ装置と、
前記第 1搬送空間に配置され、 前記ロードポート、 前記ロードロック室及び前 記位置合わせ装置の間で被処理体を搬送可能な第 1搬送装置であって、 各々が被 処理体を 1つだけ保持可能であってかつ各々が独立して移動可能な少なくとも 2 つの保持部を有する、 第 1搬送装置と、
前記第 2搬送空間に配置された第 2搬送装置であって、 前記ロードロック室と 前記真空処理室との間で被処理体を搬送可能な第 2搬送装置であって、 各々が被 処理体を 1つだけ保持可能であってかつ各々が独立して移動可能な少なくとも 2 つの保持部を有する、 第 2搬送装置と、
を備えたことを特徴とする、 処理装置。
2 . 前記第 1搬送装置は、 前記ロードポー卜の配列方向に平行な方向に移動 可能であり、 前記位置合わせ装置は、 前記ロードポートの配列方向に関して前記 第 1搬送空間の端部に隣接して設けられていることを特徴とする、 請求項 1に記 載の処理装置。
3 . 前記位置合わせ装置は、 2つの前記ロードロック室の間に配置されてい ることを特徴とする、 請求項 1に記載のマルチチャンバ型処理装置。
4 . 前記ロードロック室内に、 被処理体を冷却する冷却装置が設けられてい ることを特徴とする、 請求項 1乃至 3のいずれか一項に記載の処理装置。
5 . 前記ロードロック室内に、 被処理体を冷却する加熱装置が設けられてい 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装置。
6 . 前記第 1搬送空間内には、 清浄空気が循環していることを特徴とする、 請求項 1乃至 5のいずれか一項に記載の処理装置。
7 . 前記各ロードポートは、 前記カセッ トが落下することを防止するための ストツバを有す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
8 . 前記ストッパは、 昇降可能であることを特徴とする、 請求項 7に記載の 処理装置。
9 . 前記ストッパは、 前記カセッ トを前記第 1搬送空間側に向けて押圧する ことを特徴とする、 請求項 7または 8に記載の処理装置。
1 0 . 真空処理室内で被処理体に対して所定の処理を行う処理装置において、 その側部に開口が形成されるとともに該開口に着脱自在に装着される ドアを有 するカセッ トを載置可能なロードポートであって、 搬送空間に隣接して設けられ た口一ドポートと、
前記ロードポート側の雰囲気と前記搬送空間内の雰囲気とを遮断する遮断壁で あって、 前記カセッ 卜の内部と前記搬送空間とを連通する連通口を有する遮断壁 と、
前記ロードポートに設けられ、 前記カセッ 卜のドアを開閉するドアォ一ブナと、 前記搬送空間に配置され、 前記カセッ 卜に対して前記被処理体を出し入れする とともに、 前記被処理体を前記搬送空間に隣接した所定の場所に移送可能な搬送 装置と、
前記ロードポートに設けられ、 前記カセッ トの前記側部を前記遮断壁に向けて 押しつける押圧手段と、 を備えたことを特微とする、 処理装置。
1 1 . 前記カセッ トは、 前記開口の周囲にフランジを有し、
前記押圧手段は、 前記カセッ卜のフランジを前記遮断壁に向けて押圧すること を特徴とする、 請求項 1 0に記載の処理装置。
1 2. 前記押圧手段により前記カセッ卜が前記遮断壁に向けて押しつけられて いる場合、 前記フランジと前記遮断壁とが密封係合することを特徴とする、 請求 項 1 1に記載の処理装置。
1 3 . 前記搬送空間が N 2雰囲気であることを特徴とする、 請求項 1 2に記 載の処理装置。
1 4 . 前記被処理体が移送される前記所定の場所は、 位置合わせ装置または ロードロック室であることを特徴とする、 請求項 1 0に記載の処理装置。
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