JP2004282002A - 基板処理装置及び基板処理方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】
基板の位置ずれを起こさずに処理室に搬入することができる基板処理装置及び基板処理方法を提供すること。
【解決手段】
本発明の基板処理装置１では、エッチング処理室１４はエッチング処理室１４とウェハ搬送機構２３との間に相対的な位置を検出する手段としてのセンサ２１及び２２と位置のずれを補正する手段としての制御部３８、モータコントローラ３９、モータ２８及びモータ３０とを有する。ウェハＷの位置ずれを補正することができるので、ウェハ搬送機構２３は位置ずれを起こさずにウェハＷをエッチング処理室１４へ搬入することができ、保持台１９の適正な位置にウェハＷを載置させることができる。
【選択図】 図５

Description

本発明は、例えば半導体ウェハ等の基板に対してプラズマＣＶＤ（ＣＨＥＭＩＣＡＬ ＶＡＰＯＲ ＤＥＰＯＳＩＴＩＯＮ）やエッチング等の処理を施す基板処理装置に関する。
半導体デバイスの製造する工程は多数の工程からなり、例えば半導体ウェハ（以下、ウェハという。）上に回路パターンを形成するための主な工程としては、ウェハを洗浄する洗浄工程、金属膜や絶縁膜を形成する成膜工程、フォトレジストで配線パターンを形成するフォトリソグラフィ工程、レジストパターンが形成されたウェハをエッチングするエッチング工程、その他不純物を注入する工程等がある。
上記エッチング工程において例えばプラズマを用いる場合や、成膜工程において、例えばＣＶＤ装置により処理を行う場合には、ウェハを真空チャンバ内に搬入してこのチャンバ内で処理を行っている。
このような真空処理のシステムでは、例えば、ウェハを処理する各処理ユニットへ搬送する前にウェハの位置合わせをするプリアライメントユニットが設けられている。このようなシステムでは、処理ユニットとして例えばプラズマ処理ユニット等が複数隣接して設けられており、ウェハがプリアライメントユニットにおいて位置合わせされた後、搬送機構により処理ユニットへ搬送され所定の処理が行われる（例えば、特許文献１参照）。
特開平１０−１５４７０５号公報（段落番号[０００２]、図３）
かかる真空処理システムでは、ウェハはプリアライメントユニットで位置合わせされた後に、最初の処理ユニットへ搬送されるので位置合わせが行われている。しかしながら最初の処理ユニットから次の処理ユニットへ搬送される際にプリアライメントユニットを介さないと位置合わせが行われず位置ずれを起こす、という問題があった。
また、処理ユニットが単体であっても位置ずれを起さずにその処理ユニットにウェハを搬入することが要求される。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、基板の位置ずれを起こさずに処理室に搬入することができる基板処理装置及び基板処理方法を提供することを目的としている。
本発明は、複数の処理室がある場合に基板の位置ずれを起こさずに各処理室に連続的に搬入することができる基板処理装置及び基板処理方法を提供することを目的としている。
上記課題を解決するために、本発明の基板処理装置は、基板に対し所定の処理を行う処理室と、基板を搬送するとともに前記処理室に基板を搬入出する搬送機構と、前記搬送機構により搬入される基板と前記処理室との相対的な位置を検出する手段と、前記検出手段による検出結果に基づき、前記相対的な位置のずれを補正する手段とを具備することを特徴とする。
本発明では、搬送機構により基板を処理室に搬送する際に、搬送機構により搬入される基板と処理室との相対的な位置を検出し、補正することができるので、搬送機構は位置ずれを起こさずに基板を処理室へ搬送することができる。
本発明の一の形態によれば、前記搬送機構は、基板を保持する保持部を有し、前記検出手段は、前記処理室に対する前記保持部の絶対位置を検出する手段を有することを特徴とする。
本発明では、保持部の絶対位置を検出しているので保持部に保持された基板の絶対位置を読み出すことで容易に位置ずれを補正することができる。
本発明の一の形態によれば、前記保持部の前記絶対位置を現す座標系と、前記座標系で前記保持部が適正位置にあるときの所定の座標とを記憶する手段をさらに具備し、前記補正手段は、前記検出手段により検出された基板の前記座標系での座標と前記所定の座標とを比較して両座標のずれを補正することで、前記相対的な位置のずれを補正することを特徴とする。
本発明では、両座標を比較して位置ずれ量を算出するものであるので容易に位置ずれを補正することができる。
本発明の一の形態によれば、上述に記載の基板処理装置であって、前記処理室は複数並設され、前記搬送機構は、該複数の処理室の並設方向に沿って移動可能であるとともに並設された前記複数の処理室に連続的に基板を搬入することを特徴とする。
本発明では、搬送機構と複数の処理室との夫々の相対的な位置を検出する手段と位置ずれを夫々補正する手段とが具備されているので、例えばプリアライメントユニットを設けなくても、基板の位置ずれを起こすことなく各処理室へ連続的に基板を搬入することができる。
本発明の一の形態によれば、上述に記載の基板処理装置であって、前記検出手段は、前記搬送機構による基板の搬入経路上に設けられた少なくとも２つの光センサを有し、該２つのセンサの間隔は基板の直径より小さいことを特徴とする。
本発明では、２つのセンサの間隔は基板の直径よりも小さいので、基板を搬入する際に基板は２つのセンサを通過し検出することができる。
本発明の一の形態によれば、上述に記載の基板処理装置であって、前記搬送機構による基板の搬入経路は直線状であり、前記２つのセンサは、前記搬入経路とほぼ直交する方向に配列されていることを特徴とする。
本発明では、２つのセンサは、基板の搬入経路に対し直交するように配列されているので、例えば直交直線座標である位置座標等を用いた場合には位置ずれの検出及び補正が容易となる。
本発明の一の形態によれば、上述に記載の基板処理装置であって、前記検出手段は透過型の光センサであることを特徴とする。
本発明では、光センサの中で反射型の光センサを用いると、基板に形成された膜によって反射係数が異なり、感度不良を起こす可能性があるので、透過型の光センサを用いた方が確実に検出することができる。
本発明の基板処理装置は、基板に対し第１の処理を行う第１の処理室と、前記第１の処理室に隣接して配置され、基板に対し前記第１の処理を行った後第２の処理を行う第２の処理室と、基板を搬送するとともに、前記第１の処理室及び前記第２の処理室に基板を搬入出する搬送機構と、と前記第２の処理室との相対的な位置を検出する手段と、前記検出手段による検出結果に基づき、前記相対的な位置のずれを補正する手段とを具備することを特徴とする。
本発明では、第２処理室と搬送機構との相対的な位置を検出する手段と位置のずれを補正する手段とが設けられているので、基板の位置ずれを起こすことなく第２の処理室に基板を搬入することができる。最初に搬入される第１の処理室では例えばプリアライメント等で位置合わせされ搬入されるので位置ずれを起こすことはないが、従来では第１の処理室から第２の処理室へ基板が搬送される際に位置ずれを起こす場合があったからである。
本発明の基板処理方法は、基板に対し所定の処理を行う処理室と、基板を搬送するとともに前記処理室に基板を搬入出する搬送機構とを有する基板処理装置の基板処理方法において、（ａ）前記処理室に基板を搬入する工程と、（ｂ）前記搬送機構により搬入される基板と前記処理室との相対的な位置を検出する工程と、（ｃ）前記工程（ｂ）の検出結果に基づき、前記相対的な位置のずれを補正する工程と具備する。
本発明では、搬送機構により搬送される基板と処理室との相対的な位置を検出し、この検出結果に基づいて搬送機構から処理室へ基板を搬入するので、処理室に対して適正な位置に基板を搬入することができる。
本発明の基板処理方法は、基板に対し第１の処理を行う第１の処理室と、前記第１の処理室に隣接して配置され、基板に対し第２の処理を行う第２の処理室と、基板を搬送するとともに、前記第１の処理室及び前記第２の処理室に基板を搬入出する搬送機構とを有する基板処理装置の基板処理方法において、（ａ）基板に対し前記第１の処理室で第１の処理を行う工程と、（ｂ）前記工程（ａ）の後、前記搬送機構により基板を前記第１の処理室から搬出する工程と、（ｃ）前記搬送機構により搬出された基板を前記第２の処理室に搬入する工程と、（ｄ）前記工程（ｃ）で前記搬送機構により搬入される基板と前記第２の処理室との相対的な位置を検出する工程と、（ｅ）前記工程（ｄ）の検出結果に基づき、前記相対的な位置のずれを補正する工程と具備することを特徴とする。
本発明では、搬送機構により搬入される基板と第２処理室との相対的な位置を検出し、この検出結果に基づいて搬送機構から第２処理室へ搬送する。これにより、第１の処理室から第２の処理室へ基板が搬送される際に位置ずれを起こすことなく、第２処理室に対して適正な位置へ基板を搬入することができる。
本発明の基板搬送装置は、ベース部と、基板を保持することが可能な少なくとも２つの保持部と、前記少なくとも２つの保持部を連結するとともに前記ベース部に接続されたアーム部と、前記アーム部を駆動することで、前記少なくとも２つの保持部をそれぞれ同期して進退駆動させる駆動部とを具備する。
本発明では、例えば、基板搬送装置の周りに配設された複数の処理室にほぼ同時にアクセスすることができるので、効率的に処理することができる。
本発明の別の基板搬送装置は、ベース部と、基板を保持することが可能な２つの保持部と、前記２つの保持部を連結するとともに前記ベース部に接続されたアーム部と、前記アーム部を駆動することで、前記２つの保持部を互いに離接させるように進退駆動させる駆動部とを具備する。
本発明のさらに別の基板搬送装置は、ベース部と、基板を保持することが可能な２つの保持部と、前記２つの保持部を連結するとともに前記ベース部に接続されたアーム部と、前記アーム部を駆動することで、前記２つの保持部を互いに離接させるように進退駆動させる駆動部とを有し、前記ベース部に設けられた複数の搬送機構とを具備する。
本発明によれば、基板の位置ずれを起こさずに処理室に搬入することができる。また、複数の処理室が並列して配置されている場合において基板の位置ずれを起こさずに、基板を各処理室に連続的に搬入することができる。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
（第１の実施の形態）
図１は本発明の第１の実施形態に係る基板処理装置の構成を示す平面図、図２はその側面図である。
この基板処理装置１は、カセット載置台２と、搬送チャンバ３と、真空処理部４とを図中Ｘ方向に一直線上に配置して構成される。
カセット載置台２には、例えば２５枚のウェハＷを多段に配置させて収容する例えばＦＯＵＰ（Ｆｒｏｎｔ Ｏｐｅｎｉｎｇ Ｕｎｉｆｉｅｄ Ｐｏｄ）等の密閉性を有するカセット５が図中Ｙ方向に例えば２つ並んで載置されている。
搬送チャンバ３には、多関節ロボットから構成されるウェハ搬送体６と、プリアライメントステージ７とが設けられている。ウェハ搬送体６は、カセット５からウェハＷを取り出してプリアライメントステージ７に一旦渡し、そのウェハＷを真空処理部４側に設けられた後ロードロック室８に渡す。また、ウェハ搬送体６は、ロードロック室８からウェハＷを取り出してカセット５に渡すようになっている。このウェハ搬送体６はベース部９によって水平面内（θ方向）で回転自在になっており、また、図２に示すようにモータ１０によってカセット５の高さ分だけ昇降自在となっている。プリアライメントステージ７は、ウェハＷの水平面内の方向の位置決めを行う機能を有している。
なお、本実施形態では、ウェハ搬送体６として２リンク方式の多関節ロボットを採用しているが、必要なストロークに応じて例えば１リンク方式の多関節ロボットを採用しても構わない。
また、搬送チャンバ３においてカセット５が臨む位置には、例えば上下に開閉可能なシャッタ１１が設けられており、これによりウェハ搬送体６がカセット５にアクセスできるようになっている。さらに、搬送チャンバ３内には、大気圧下でＮ２ガスのダウンフローが形成されている。
真空処理部４では、搬送路１２が図中Ｘ方向に沿って直線状に設けられており、搬送路１２の一端部は搬送チャンバ３に隣接している。搬送路１２の一方側にはロードロック室８、ＣＶＤ処理室１３及びエッチング処理室１４が搬送チャンバ３側から搬送路１２に沿って長手方向に配置されている。また、搬送路１２は、筐体１２ａに囲繞されており、筐体１２ａ内が図示を省略した真空ポンプにより減圧されることによって真空状態とすることが可能となっている。
ロードロック室８のほぼ中央には、ウェハＷが一旦載置されるウェハ載置台１５が設けられている。ロードロック室８は、ゲートバルブ１６ａを介して搬送チャンバ３に接続されており、さらにゲートバルブ１６ｂを介して搬送路１２に接続されている。
ＣＶＤ処理室１３のほぼ中央には、ウェハＷが処理される際に載置され保持される保持台（サセプタ）１７が設けられている。この保持台１７には、例えば図示しない棒状の複数のリフターピンが保持台１７の保持面から垂直に立設され、図示しない駆動装置により昇降可能に構成されている。このリフターピンにより、保持台１７とウェハ搬送機構２３との間でウェハＷの受け渡しが行われるようになっている。このＣＶＤ処理室１３はゲートバルブ１８を介して、搬送路１２と接続されている。なお、リフターピンは固定で、このリフターピンに対して保持台１７を昇降可能に構成するようにしてもよい。
エッチング処理室１４のほぼ中央にはウェハＷが処理されるために載置され保持される保持台（サセプタ）１９が設けられている。この保持台１９には、ＣＶＤ処理室１３におけるリフターピンと同様の機能及び用途のリフターピンが設けられている。このエッチング処理室１４はゲートバルブ２０を介して、搬送路１２と接続されている。これらのセンサ２１及び２２は位置ずれを検出するものである。この位置ずれを検出する方法については後述する。
搬送路１２には、ウェハ搬送機構２３がＸ方向に移動可能に設けられている。即ち、このウェハ搬送機構２３にはＸ方向に沿って直線状に移動可能なステージ２４が設けられている。このステージ２４は、レール２７に沿ってモータ２８によりＸ方向に沿って移動されるようになっている。この駆動機構としては、例えばベルト駆動機構等により構成することができる。このステージ２４上には、例えば１リンク方式の１軸多関節ロボット２５が配置されている。
図３はこの１軸多関節ロボット２５の構成を示す平面図、図４はその断面図である。
この１軸多関節ロボット２５の基台２６には、第１アーム２９がモータ３０により回転自在に設けられており、この第１アーム２９に第２アーム３１の一端が接続され、この第２アーム３１の他端に支持板３２が接続されて、この支持板３２にウェハＷを保持する２本のピンセット３３が１組となって固定されている。このピンセット３３にはウェハＷを保持するための、例えば図示しない吸着パッドが複数設けられている。
第１アーム２９には、モータ３０の回転軸に固定されたプーリＡが設けられ、モータの回転はベルト３４を介して、プーリＢに伝達されるようになっている。プーリＢの回転は軸部材３５を介して第２アーム３１内に固定されたプーリＣに伝達され、このプーリＣの回転はベルト３６を介してプーリＤに伝達されるようになっている。プーリＤの回転は、軸部材３７を介してこの軸部材３７に固定された支持板３２に伝達され、ピンセット３３を直線的（Ｙ方向）に進退移動させるようになっている。
このような１軸多関節ロボット２５の構成により、ピンセット３３を１軸方向、すなわち図１に示すＹ軸方向に進退させることができるようになっている。
次に、エッチング処理室１４とウェハ搬送機構２３との位置関係を説明する。
図５は、ウェハ搬送機構２３とエッチング処理室１４との位置関係を示した平面図であり、ここでの説明に不要な部分は省略している。
図５に示すように、センサ２１及び２２は、ウェハＷがゲートバルブ２０からウェハ保持台１９へ向かって搬入される搬入経路と略直交するように設けられている。これらのセンサ２１及び２２の間隔は、ウェハＷの直径よりも小さく、これらのセンサ２１及び２２を通過することによりウェハＷの適正位置からの位置ずれを検出するようになっている。これらのセンサ２１及び２２は例えば光センサであり、例えば透過型のものを使用している。各透過型の光センサ２１及び２２は、図示は省略してあるが、垂直方向に１つずつの受光部と発光部とを有し、発光部からの光を受光部で受けている。ここで、反射型の光センサを使用すると、ウェハＷに形成された膜により反射係数が異なり、感度不良を起こす可能性があるので、透過型の光センサを使用する方が好ましい。
これらのセンサ２１及び２２は、通過したウェハＷから後述するＹａ、Ｙｂの値を検出し、この値を制御部３８へ送信する。この制御部３８は、このＹａ、Ｙｂの値により適正位置からの位置ずれを計算する。この計算値をモータコントローラ３９に送信し、モータコントローラ３９から各モータ２８、３０を制御しながら補正するようになっている。
次に、以上のように構成された基板処理装置１の動作を説明する。
まず、シャッタ１１が開き、ウェハ搬送体６がカセット５にアクセスして１枚のウェハＷが取り出される。取り出されたウェハＷはプリアライメントステージ７に搬入されてプリアライメントされた後、再びウェハ搬送体６により取り出され、例えばロードロック室８に搬入される。この場合、ウェハ搬送体６が載置台１５にアクセスしウェハＷを載置する。
ロードロック室８において、ウェハＷが載置台１５に載置され、この載置台１５でウェハＷが待機する。その後ゲートバルブ１６ａが閉められ、図示しない真空ポンプにより室内が真空状態とされる。この真空は、例えば搬送路１２、ＣＶＤ処理室１３及びエッチング処理室１４内の圧力と同圧（例えば２０Ｐａ〜１３３０Ｐａ（約０．１Ｔｏｒｒ〜１０Ｔｏｒｒ））となるまで行われる。
ロードロック室８内の圧力が２０Ｐａ〜１３３０Ｐａとなったら、ゲートバルブ１６ｂを開き、ウェハ載置台１５に載置されたウェハＷを１軸多関節ロボット２５によって取り出し、ＣＶＤ処理室１３へ搬入する。
そしてＣＶＤ処理室１３でのＣＶＤ処理が終了すると、ゲートバルブが開き１軸多関節ロボット２５がＣＶＤ処理室１３にアクセスしてウェハＷを取り出す。
さらに取り出されたウェハＷをエッチング処理室１４へ搬入する。このウェハＷの搬入時にセンサ２１及び２２を使用し位置ずれ補正する。このエッチング処理室１４では、ウェハＷをエッチバック処理し、ＣＶＤ処理により形成された金属膜の表面を平坦化する。
エッチング処理室１４でのエッチバック処理が終了すると、ゲートバルブが開き１軸多関節ロボット２５がエッチング処理室１４にアクセスしてウェハＷを取り出す。取り出されたウェハＷをロードロック室８に搬入し、ウェハ載置台１５に載置する。
ウェハ載置台１５に載置された後、ロードロック室８内の圧力が大気圧よりわずかに大きくしたら、ゲートバルブ１６ａを開き、ロードロック室８を大気解放する。これにより、ロードロック室８内にパーティクルが流入することを防止できる。
その後、ウェハＷはウェハ搬送体６によりロードロック室８内の載置台１５から取り出され、カセット５に戻される。
上述した基板処理装置１の動作の中でも特にウェハＷをエッチング処理室１４へ搬入する際について図５及び図６を用いて説明する。
図６は、適正なウェハの位置と位置ずれを起こしているウェハの位置の相対的な位置関係を示した平面図である。図７は、適正な位置にあるときのウェハを示した平面図である。
図６及び図７では、適正位置にある実線のウェハＷを適正ウェハＷｔとし、この中心を適正中心４０とする。また、位置ずれを起こしている破線のウェハＷを位置ずれウェハＷｆと示し、この中心を位置ずれ中心４１とする。線４２及び４３は、通過するセンサ２１及び２２の軌跡を示している。適正中心４０を原点（０，０）に取り、ウェハやピンセット３３の絶対位置を定めるための座標系を設ける。この座標系はＣＶＤ処理室１３やエッチング処理室１４等の固定して設置されたものに対して有効な座標系となる。
図７を参照して、ウェハＷｔが適正な位置を維持しつつエッチング処理室１４へ搬入される場合について説明する。
例えば、ウェハ搬送機構２３がウェハＷｔを保持しながらＸ軸方向へ移動することにより（図１または図５参照）、ウェハＷｔが処理室の前へ搬送され、そこで一旦移動が停止される。図７において下に示すウェハＷｔは、その停止した時のウェハを示している。この停止位置にあるウェハＷｔの中心を符号５０で示している。この停止位置からピンセット３３がウェハＷｔを保持しつつＹ方向に移動する。図７において上に示すウェハＷｔはセンサ２１，２２がウェハＷｔの存在を検出した瞬間のものである。上述したようにセンサ２１，２２がウェハＷｔの存在を検出した瞬間ウェハＷｔの中心を適正中心４０とする。この適正中心４０からのセンサ２１，２２までのＹ方向の距離をＹ１とし、Ｘ方向の距離をＸ１とする。例えば、中心５０から中心４０へウェハＷｔが移動したときの距離Ｙ２は予め定められており、距離Ｙ２はウェハ搬送機構２３のモータ３０の回転パルス数で算出できるようになっている。
以下に図６を参照して位置ずれしたウェハについて説明するので、このウェハを、位置ずれウェハＷｆとして説明する。
ウェハ搬送機構２３がＸ軸方向へ移動することにより、ウェハＷｆが処理室の前へ搬送され、一旦移動が停止される。ウェハ搬送機構２３は、ピンセット３３上に載置された位置ずれウェハＷｆを処理室１４へ搬入する。搬入する際に、位置ずれウェハＷｆがセンサ２１及び２２の各受光部と発光部との間を通過する。ここでウェハＷｆが図６に示すような位置ずれを起こしている場合、先にセンサ２１がウェハＷｆを検出し、後にセンサ２２がウェハＷｆを検出する。このようにセンサ２１，２２がそれぞれ時間的にずれて検出した時の座標をそれぞれＹａ、Ｙｂとする。
上述のように、距離Ｙ２及びＹ２分の回転パルス数が予め定められている。従って、Ｙａ、Ｙｂの値は、これら距離Ｙ２及びＹ２分の回転パルス数を基準とすれば、その基準からの差より算出することができる。具体的には、ウェハＷｆが図６に示すように位置ずれを起こしている場合には、センサ２１は基準より早く（回転パルス数が基準より少ない位置で）ウェハＷｆを検出し、センサ２２は基準より遅く（回転パルス数が基準より多い位置で）ウェハＷｆを検出する。
制御部３８は各センサ２１，２２からこの値Ｙａ及びＹｂを受け取る。制御部３８は、この値Ｙａ及びＹｂに基づいて適正中心４０と位置ずれ中心４１の相対的な位置のずれを計算する（ここでの計算式は後述する）。制御部３８はこの計算値をモータコントローラ３９へ送信し、さらにモータコントローラ３９から各モータ２８及び３０へ送信する。モータ２８でＸ軸方向の位置ずれＸ０だけウェハ搬送機構２３を移動させるとともに、モータ３０でＹ軸方向の位置ずれＹ０だけピンセット３３を移動させる。このようにしてウェハＷを適正な位置に補正し、保持台１９の適正な位置に載置され保持される。
前述の計算式について説明する。
適正中心４０（０、０）を原点として、位置ずれ中心４１（Ｘ０、Ｙ０）とした場合に、位置ずれ中心４１（Ｘ０、Ｙ０）を求める。ここでウェハＷの半径をＲとする。センサ２１及び２２で検出された値Ｙａ、Ｙｂの値を下記の式（１），（２）に代入し、Ｘ０、Ｙ０について夫々求めることができる。つまり、位置ずれ中心４１（Ｘ０、Ｙ０）を求めることができる。これにより、Ｘ軸方向のずれはＸ０となり、−Ｘ０移動すればＸ軸方向の補正ができる。また同様に、Ｙ軸方向のずれはＹ０となり、−Ｙ０移動すればＹ軸方向の補正ができる。
（Ｘ１−Ｘ０）２＋（Ｙａ−Ｙ０）２＝Ｒ２ …（１）
（Ｘ１＋Ｘ０）２＋（Ｙｂ−Ｙ０）２＝Ｒ２ …（２）
以上のように本実施の形態では、ウェハの位置ずれを補正することができるので、ウェハ搬送機構２３は位置ずれを起こさずに基板をエッチング処理室１４へ搬入することができ、保持台１９の適正な位置にウェハを載置させることができる。
従来ではＣＶＤ処理室１３からエッチング処理室１４へウェハが搬送される際に位置ずれを起こす場合があった。これに対し、本実施の形態では、最初に搬入されるＣＶＤ処理室１３では、プリアライメント等で位置合わせされて搬入されるとともに、エッチング処理室１４ではセンサ２１，２２により位置ずれが補正される。これにより、ＣＶＤ処理室１３及びエッチング処理室１４の両者ともに位置ずれを起こすことなくウェハを搬入することができる。すなわち位置ずれを起こすことなく連続的な処理が可能となる。
また、本実施の形態では、ロボット２５の絶対位置を検出しているのでピンセット３３に保持されたウェハの絶対位置を読み出すことで容易に位置ずれを補正することができる。
本実施の形態では、１軸多関節ロボットとして、１リンク方式の例を挙げて説明したが、１リンク方式以外の、例えば２リンク方式の１軸多関節ロボットを採用しても勿論構わない。
（第２の実施の形態）
図８は本発明の第２の実施形態に係る基板処理装置の構成を示す平面図である。
本実施形態の基板処理装置２０１は、カセット載置台２０２と搬送チャンバ２０３の構成は上述の実施形態と同様であり、これらの部分については説明を省略する。
この基板処理装置２０１は、カセット載置台２０２と、搬送チャンバ２０３と、真空処理部２０４とを図中Ｘ方向に一直線上に配置して構成される。
真空処理部２０４の搬送路２１２には、ロードロック室２０８ａ、２０８ｂ、ＣＶＤ処理室２１３ａ、２１３ｂ及びエッチング処理室２１４ａ、２１４ｂが搬送チャンバ２０３側から搬送路２１２に沿って長手方向に夫々２個ずつ対向配置されている。
エッチング処理室２１４ａの保持台２１９ａとゲートバルブ２２０ａとの間には、センサ２２１ａ及び２２２ａが設けられている。同様にエッチング処理室２１４ｂの保持台２１９ｂとゲートバルブ２２０ｂとの間には、センサ２２１ｂ及び２２２ｂが設けられている。
搬送路２１２には、ウェハ搬送機構２２３がＸ方向に移動可能に設けられている。即ち、このウェハ搬送機構２２３にはＸ方向に沿って直線状に移動可能なステージ２２４が設けられている。このステージ２２４は、レール２２７に沿ってモータ２２８によりＸ方向に沿って移動されるようになっている。このステージ２２４上には２つのロボット２２５ａ及び２２５ｂが取り付けられている。これら２つのロボット２２５ａ及び２２５ｂは１つのモータ２３０を共有している。これにより、各ロボット２２５ａ及び２２５ｂがロードロック室２０８ａ、２０８ｂ等に２枚同時に搬送することができる。
ウェハ搬送機構２２３について具体的に説明する。図９（ａ）、図１０（ａ）は、そのウェハ搬送機構２２３のアームを伸ばした状態を示す平面図、側面図であり、図９（ｂ）、図１０（ｂ）は、アームを縮めた状態を示す平面図、側面図である。基台２２６には、２つのロボット２２５ａ及び２２５ｂに共通して用いられるモータ２３０、共有アーム２４０が設置されている。共有アームはモータ２３０の回転により回転する。共有アームの両端には、軸部材２４１ａ、２４２ａを介して第１アーム２４５ａ、２４５ｂの一端がそれぞれ取り付けられている。第１アーム２４５ａ、２４５ｂの他端には取付部材２４３ａ、２４３ｂの一端が軸部材２４２ａ、２４２ｂを介してそれぞれ取り付けられている。軸部材２４２ａ、２４２ｂの他端にはウェハを保持するピンセット２４４ａ、２４４ｂがそれぞれ固定されている。モータ２３０の回転に同期して、軸部材２４１ａ、２４１ｂ、２４２ａ、２４２ｂが回転するため、２つのロボット２２５ａ、２２５ｂは同期して相互に反対方向に伸縮動作を行う。
次に、以上のように構成された基板処理装置２０１の動作を説明する。
まず、シャッタ２１１が開き、ウェハ搬送体２０６がカセット２０５にアクセスして例えば１枚のウェハＷａが取り出される。取り出されたウェハＷａはプリアライメントステージ２０７に搬入されてプリアライメントされた後、再びウェハ搬送体２０６により取り出され、例えばロードロック室２０８ａに搬入される。同様にして１枚のウェハＷｂがロードロック室２０８ｂに搬入される。
ロードロック室２０８ａ（２０８ｂ）において、ウェハＷが載置台２１５ａ（２１５ｂ）に載置され、この載置台２１５ａ（２１５ｂ）でウェハＷａ（Ｗｂ）が待機する。その後ゲートバルブ２１６ａ（２１６ｂ）が閉められ、図示しない真空ポンプにより室内が真空状態とされる。真空状態となったら、ゲートバルブ３１６ａ（３１６ｂ）を開き、ウェハ載置台２１５ａ（２１５ｂ）に載置された夫々のウェハＷａ（Ｗｂ）を１軸多関節ロボット２２５ａ（２２５ｂ）により夫々同時に取り出だされ、各ＣＶＤ処理室２１３ａ（２１３ｂ）へ夫々搬入される。
そしてＣＶＤ処理室２１３ａ（２１３ｂ）でのＣＶＤ処理が終了すると、各ゲートバルブ２１８ａ（２１８ｂ）が開きロボット２２５ａ（２２５ｂ）が各ＣＶＤ処理室２１３ａ（２１３ｂ）にアクセスしてウェハＷａ（Ｗｂ）が夫々同時に取り出される。さらに取り出されたウェハＷａ（Ｗｂ）は、各ロボット２２５ａ（２２５ｂ）により同時に各エッチング処理室２１４ａ（２１４ｂ）へ搬入される。
この搬入時において、まずロボット２２５ａに保持されるウェハＷａの位置ずれの補正が上述の第１実施の形態で説明した場合と同様にして行われる。このウェハＷａの位置ずれの補正を終えると、保持台２１９ａに設けられた図示しないリフターピンによりウェハＷａが持ち上げられる。例えば、ウェハＷａが持ち上がった状態のままで、次にもう一方のロボット２２５ｂによりウェハＷｂの位置ずれ補正が行われる。
ウェハＷｂの位置ずれ補正を行うには、まずウェハＷａの位置ずれ補正によりロボット２２５ａ及びロボット２２５ｂが一体的に移動するので、その移動の分だけロボット２２５ａ及びロボット２２５ｂをＸ，Ｙ軸方向に逆に移動させる。ロボット２２５ａ及びロボット２２５ｂをそのように逆に移動させた後、センサ２２１ｂ、２２２ｂの検出信号に基づいて、上述の第１の実施の形態で説明した場合と同様にしてウェハＷｂの位置ずれ補正が行われる。ウェハＷｂの位置ずれ補正が行われた後、保持台２１９ｂに設けられた図示しないリフターピンでウェハＷｂが持ち上げられる。
この後、各ロボット２２５ａ（２２５ｂ）を後退させ、各処理室２１４ａ（２１４ｂ）における各リフターピンが同時に下げられる。この後、ゲートバルブ２２０ａ（２２０ｂ）が閉められ、エッチバック処理が行われる。エッチバック処理が終了すると、ゲートバルブ２２０ａ（２２０ｂ）が開き、各ロボット２２５ａ（２２５ｂ）が各エッチング処理室２１４ａ（２１４ｂ）にアクセスしてウェハＷａ（Ｗｂ）が夫々取り出される。さらに取り出されたウェハＷａ（Ｗｂ）はロードロック室２０８ａ（２０８ｂ）に搬入され、ウェハ載置台２１５ａ（２１５ｂ）に載置させられる。
ウェハ載置台２１５ａ（２１５ｂ）に載置させられた後、ロードロック室２０８ａ（２０８ｂ）内の圧力が大気圧よりわずかに大きくなったら、ゲートバルブ２１６ａ（２１６ｂ）が開き、ロードロック室２０８ａ（２０８ｂ）が大気解放される。
その後、ウェハＷａ（Ｗｂ）はウェハ搬送体２０６によりロードロック室２０８ａ（２０８ｂ）内の載置台２１５ａ（２１５ｂ）から取り出され、カセット２０５に戻される。
以上のように、本実施の形態では、ウェハの位置ずれを補正することができるので、ウェハ搬送機構２２３は位置ずれを起こさずにウェハを各エッチング処理室２１４ａ、２１４ｂへ搬入することができる。これにより、保持台２１９ａ、２１９ｂの適正な位置にウェハを載置させることができる。すなわち位置ずれを起こすことなくＣＶＤ処理室２１３ａ（２１３ｂ）、エッチング処理室２１４ａ（２１４ｂ）に連続的に搬入することができる。
また、本実施の形態の基板処理装置２０１では、２つのロボット２２５ａと２２５ｂとが設けられ、２枚のウェハが対向する処理装置等に搬入されるので、スループットの向上を図ることができる。また２枚のウェハは処理装置等に同時に搬入されるので各ウェハごとの処理時間を容易に均一化することができる。
本発明は以上説明した実施の形態には限定されるものではなく、種々の変形が可能である。
例えば、上記第１及び第２の実施形態において、図１及び図８では、エッチング処理室１４、２１４ａ、２１４ｂのみにセンサを設ける構成とした。しかし、もちろんＣＶＤ処理室１３、２１３ａ、２１３ｂにもセンサを設けて位置ずれ補正を行うようにすることもできる。この場合、プリアライメントステージ７、２０７は設けなくてもよい。
上記各実施の形態では、センサ２１、２２の設置位置はエッチング処理室の中としたが（図５参照）エッチング処理室の外（搬送路２１２側）であってもよい。もちろんＣＶＤ処理室も同様にその外側であってよい。
上記第１及び第２の実施形態において、ＣＶＤ処理室とエッチング処理室とを並列させて配置したが、例えばＣＶＤ処理室のみを設ける構成としてもよいし、エッチング処理室のみを設ける構成としてもよい。
ウェハ搬送機構２３、２２３の構成は、上記の実施の形態に限られず、直動型の搬送機構でもよい。また、図８におけるウェハ搬送機構２２３はモータ２３０を１つとしたが、ロボット２２５ａ、２２５ｂで独立して夫々モータが設けられる構成としてもよい。
図１１、図１２はウェハ搬送機構の他の実施形態を示す平面図、側面図である。図１１に示すように、本実施形態のウェハ搬送機構２２３Ａは、基台２２６と、ウェハを保持することが可能なピンセット２４４ａ、２４４ｂと、取付部材２４３ａ、２４３ｂ、第１アーム２４５ａ、２４５ｂを介してピンセット２４４ａ、２４４ｂを連結するとともに基台２６６に接続された共有アーム２４０と、共有アーム２４０を駆動することで、ピンセット２４４ａ、２４４ｂをそれぞれ同期して進退駆動させるモータ２３０とを備えている。さらに、ウェハ搬送機構２２３Ａは、ウェハを保持することが可能なピンセット４４４ａ、４４４ｂと、取付部材４４３ａ、４４３ｂ、第１アーム４４５ａ、４４５ｂを介してピンセット４４４ａ、４４４ｂを連結するとともにモータ２３０を介して基台２６６に接続された共有アーム４４０とを備えている。１つのモータ２３０の駆動により、それぞれピンセット２４４ａ、２４４ｂ、４４４ａ、４４４ｂが矢印方向に移動し互いに離接するように構成されている。
図１２に示すように、ウェハ搬送機構２２３Ａは、図９に示すウェハ搬送機構２２３が、Ｚ方向に２段に設けられて構成されている。軸部２３０ａはモータ２３０の回転軸に対して固定されるように設けられ、その上端及び下端が共有アーム４４０及び２４０にそれぞれ固定されている。これにより、軸部２３０ａはモータ２３０の回転に伴って回転するようになっている。ピンセット２４４ａ、２４４ｂと、ピンセット４４４ａ、４４４ｂとは、Ｚ方向に高さが異なる位置で互いに伸縮するように構成されている。アームを縮めた状態では、上段のアームは上記実施の形態と同様に縮むことが可能であるが、下段のアームは、軸部２３０ａとピンセット２４４ａ及び２４４ｂとが干渉することを避けるため、ピンセット２４４ａ、２４４ｂが基台２６６上に完全には縮まない。このように１つのモータ２３０を用いて、上段のアームと下段のアームとで各ピンセットの進退距離を異ならせるためには、例えば、図４等に示したプーリＡ〜Ｄのうち少なくとも１つ、あるいはその他の箇所にギヤ機構を設ければよい。ウェハ搬送機構２２３Ａは、Ｘ、Ｙ方向の長さが図９及び図１０で示したものと略同じでありＺ方向の高さが略２倍となる。
図１３に示すように、各ピンセット２４４ａ、２４４ｂ、４４４ａ、４４４ｂは、搬送チャンバ３とともにウェハ搬送機構２２３Ａの周りに配設された各処理室にほぼ同時にアクセス可能に構成されている。
このような構成によれば、各ピンセット２４４ａ、２４４ｂ、４４４ａ、４４４ｂは、図１３に示すウェハ搬送機構の周りに配設された各処理室に同時にアクセス可能なので、処理効率を向上させることができる。
図１４は、さらに別の実施形態に係るウェハ搬送機構を示す平面図である。本実施形態のウェハ搬送機構２２３Ｂは、上記実施形態の基台２２６よりＸ方向に長い基台２２６Ａと、基台２２６Ａ上にＸ方向に所定間隔で配設された例えば３個のウェハ搬送機構ユニットを備えている。ウェハ搬送機構ユニットは、それぞれ、ピンセット２４４ａ（ｂ）、５４４ａ（ｂ）、６４４ａ（ｂ）と、取付部材２４３ａ（ｂ）、５４３ａ（ｂ）、６４３ａ（ｂ）、第１アーム２４５ａ（ｂ）、５４５ａ（ｂ）、６４５ａ（ｂ）を介してピンセット２４４ａ（ｂ）、５４４ａ（ｂ）、６４４ａ（ｂ）を連結するとともにモータ２３０、５３０、６３０を介して基台２６６Ａに接続された共有アーム２４０、５４０、６４０と、共有アーム２４０、５４０、６４０を駆動させるモータ２３０、５３０、６３０を備えている。各ウェハ搬送機構ユニットのＸ方向の間隔は、アームの伸縮時に各ピンセット２４４ａ（ｂ）、５４４ａ（ｂ）、６４４ａ（ｂ）が干渉しない間隔に設定されている。
このような構成によれば、Ｘ方向に並設された各処理室にほぼ同時にアクセスすることが可能となる。このため、処理効率を向上させることができる。
本発明の第１の実施形態に係る基板処理装置の構成を示す平面図である。 本発明の第１の実施形態に係る基板処理装置の側面図である。 本発明の１軸多関節ロボットの構成を示す平面図である。 本発明の１軸多関節ロボットの断面図である。 搬送機構とエッチング処理室との位置関係を示した平面図である。 適正なウェハの位置と位置ずれを起こしているウェハの位置との相対的な位置関係を示す平面図である。 適正な位置にあるウェハの中心を説明するための平面図である。 本発明の第２の実施形態に係る基板処理装置の構成を示す平面図である。 図８に示す基板処理装置で用いるウェハ搬送機構の平面図である。 図８に示す基板処理装置で用いるウェハ搬送機構の側面図である。 ウェハ搬送機構の他の実施形態を示す平面図、側面図である。 図１１に示すウェハ搬送機構の側面図である。 図１１に示すウェハ搬送機構を他の実施形態に係る基板処理装置で用いた状態を示す平面図である。 さらに別の実施形態に係るウェハ搬送機構を示す平面図である。
符号の説明
１、２０１…基板処理装置
１３、２１３ａ、２１３ｂ…ＣＶＤ処理室
１４、２１４ａ、２１４ｂ…エッチング処理室
２１、２２、２２１ａ、２２１ｂ、２２２ａ、２２２ｂ…センサ
２３、２２３…ウェハ搬送機構
２８…モータ
３０…モータ
３８…制御部
３９…モータコントローラ
２２６、２２６Ａ…基台
２３０、５３０、６３０…モータ
２４０、４４０、５４０…共有アーム
２４４ａ（ｂ）、４４４ａ（ｂ）、５４４ａ（ｂ）、６４４ａ（ｂ）…ピンセット
Ｗ、Ｗｔ、Ｗｆ…ウェハ

Claims (20)

  1. 基板に対し所定の処理を行う処理室と、
    基板を搬送するとともに前記処理室に基板を搬入出する搬送機構と、
    前記搬送機構により搬入される基板と前記処理室との相対的な位置を検出する手段と、
    前記検出手段による検出結果に基づき、前記相対的な位置のずれを補正する手段と
    を具備することを特徴とする基板処理装置。
  2. 請求項１に記載の基板処理装置であって、
    前記搬送機構は、基板を保持する保持部を有し、
    前記検出手段は、前記処理室に対する前記保持部の絶対位置を検出する手段を有することを特徴とする基板処理装置。
  3. 請求項２に記載の基板処理装置であって、
    前記保持部の前記絶対位置を現す座標系と、前記座標系で前記保持部が適正位置にあるときの所定の座標とを記憶する手段をさらに具備し、
    前記補正手段は、
    前記検出手段により検出された基板の前記座標系での座標と前記所定の座標とを比較して両座標のずれを補正することで、前記相対的な位置のずれを補正することを特徴とする基板処理装置。
  4. 請求項１に記載の基板処理装置であって、
    前記処理室は複数並設され、
    前記搬送機構は、該複数の処理室の並設方向に沿って移動可能であるとともに並設された前記複数の処理室に連続的に基板を搬入することを特徴とする基板処理装置。
  5. 請求項１に記載の基板処理装置であって、
    前記検出手段は、前記搬送機構による基板の搬入経路上に設けられた少なくとも２つの光センサを有し、
    該２つのセンサの間隔は基板の直径より小さいことを特徴とする基板処理装置。
  6. 請求項５に記載の基板処理装置であって、
    前記搬送機構による基板の搬入経路は直線状であり、
    前記２つのセンサは、前記搬入経路とほぼ直交する方向に配列されていることを特徴とする基板処理装置。
  7. 請求項１に記載の基板処理装置であって、
    前記検出手段は透過型の光センサであることを特徴とする基板処理装置。
  8. 基板に対し第１の処理を行う第１の処理室と、
    前記第１の処理室に隣接して配置され、基板に対し前記第１の処理を行った後第２の処理を行う第２の処理室と、
    基板を搬送するとともに前記第１の処理室及び前記第２の処理室に基板を搬入出する搬送機構と、
    前記搬送機構により搬入される基板と前記第２の処理室との相対的な位置を検出する手段と、
    前記検出手段による検出結果に基づき、前記相対的な位置のずれを補正する手段と
    を具備することを特徴とする基板処理装置。
  9. 請求項８に記載の基板処理装置であって、
    前記搬送機構は、基板を保持する保持部を有し、
    前記検出手段は、前記第２の処理室に対する前記保持部の絶対位置を検出する手段を有することを特徴とする基板処理装置。
  10. 請求項９に記載の基板処理装置であって、
    前記保持部の前記絶対位置を現す座標系と、前記座標系で前記保持部が適正位置にあるときの所定の座標とを記憶する手段をさらに具備し、
    前記補正手段は、
    前記検出手段により検出された基板の前記座標系での座標と前記所定の座標とを比較して両座標のずれを補正することで、前記相対的な位置のずれを補正することを特徴とする基板処理装置。
  11. 請求項８に記載の基板処理装置であって、
    前記検出手段は、前記搬送機構による基板の搬入経路上に設けられた少なくとも２つの光センサを有し、
    該２つのセンサの間隔は基板の直径より小さいことを特徴とする基板処理装置。
  12. 請求項１１に記載の基板処理装置であって、
    前記搬送機構による基板の搬入経路は直線状であり、
    前記２つのセンサは、前記搬入経路とほぼ直交する方向に配列されていることを特徴とする基板処理装置。
  13. 請求項８に記載の基板処理装置であって、
    前記検出手段は透過型の光センサであることを特徴とする基板処理装置。
  14. 基板に対し所定の処理を行う処理室と、基板を搬送するとともに前記処理室に基板を搬入出する搬送機構とを有する基板処理装置の基板処理方法において、
    （ａ）前記処理室に基板を搬入する工程と、
    （ｂ）前記搬送機構により搬入される基板と前記処理室との相対的な位置を検出する工程と、
    （ｃ）前記工程（ｂ）の検出結果に基づき、前記相対的な位置のずれを補正する工程と
    を具備することを特徴とする基板処理方法。
  15. 請求項１４に記載の基板処理装置であって、
    前記工程（ａ）で基板を搬入する途中で、前記工程（ｂ）を行うことを特徴とする基板処理方法。
  16. 基板に対し第１の処理を行う第１の処理室と、前記第１の処理室に隣接して配置され、基板に対し第２の処理を行う第２の処理室と、基板を搬送するとともに、前記第１の処理室及び前記第２の処理室に基板を搬入出する搬送機構とを有する基板処理装置の基板処理方法において、
    （ａ）基板に対し前記第１の処理室で第１の処理を行う工程と、
    （ｂ）前記工程（ａ）の後、前記搬送機構により基板を前記第１の処理室から搬出する工程と、
    （ｃ）前記搬送機構により搬出された基板を前記第２の処理室に搬入する工程と、
    （ｄ）前記工程（ｃ）で前記搬送機構により搬入される基板と前記第２の処理室との相対的な位置を検出する工程と、
    （ｅ）前記工程（ｄ）の検出結果に基づき、前記相対的な位置のずれを補正する工程と
    を具備することを特徴とする基板処理方法。
  17. 請求項１６に記載の基板処理方法であって、
    前記工程（ｃ）で基板を搬入する途中で、前記工程（ｄ）を行うことを特徴とする基板処理方法。
  18. ベース部と、
    基板を保持することが可能な少なくとも２つの保持部と、
    前記少なくとも２つの保持部を連結するとともに前記ベース部に接続されたアーム部と、
    前記アーム部を駆動することで、前記少なくとも２つの保持部をそれぞれ同期して進退駆動させる駆動部と
    を具備することを特徴とする基板搬送装置。
  19. ベース部と、
    基板を保持することが可能な２つの保持部と、
    前記２つの保持部を連結するとともに前記ベース部に接続されたアーム部と、
    前記アーム部を駆動することで、前記２つの保持部を互いに離接させるように進退駆動させる駆動部と
    を具備することを特徴とする基板搬送装置。
  20. ベース部と、
    基板を保持することが可能な２つの保持部と、前記２つの保持部を連結するとともに前記ベース部に接続されたアーム部と、前記アーム部を駆動することで、前記２つの保持部を互いに離接させるように進退駆動させる駆動部とを有し、前記ベース部に設けられた複数の搬送機構と
    を具備することを特徴とする基板搬送装置。
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