JP2007005435A - 処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の移載室を並列して、連結処理室を介して精度良く連結することが容易であり、また、フットスペースが小さくてもより多くの処理室を備えることができる処理装置を提供する。
【解決手段】処理装置１ａは内部中央に基板３の搬送ロボット４を有し、平面形状が四角形状である移載室２ａ、２ｂを備える。移載室２ａ、２ｂの側壁面には２つずつのプロセスチャンバ６を備える。７は一方の移載室２ａから他方の移載室２ｂに基板３を搬送する途中で、連結処理室６ｂに載置する待機時間を利用して、基板３の加熱処理を行う加熱手段等を備える連結処理室である。
【選択図】図１

Description

本発明は、移動及び処理を行う際に高清浄な環境を必要とする基板等の処理をおこなうクラスタツール（処理装置）に関するものである。
本発明は、移動及び処理を行う際に高い清浄環境を必要とする物品のいずれにも適用可能である。特に半導体ウエハや、ＬＣＤなどの電子部品である基板（以下、基板と称する。）をあげて説明するが、これは例示のためであり、本発明を限定するものではない。

一般に半導体やＬＣＤ等の基板の製造工程において、基板の表面に塵埃が付着することで製品の歩留まり（良品率）が低下するのを防止するため、基板の製造は高清浄な環境いわゆるクリーンルームで行われる。基板の各種処理を行う処理装置はクリーンルーム内に設置されて、処理装置内部は気密可能に閉鎖され、さらに高清浄に保って、基板の製造が行われる。このような処理装置において、基板の搬送ロボットを内部中央に備える移載室を中心にして、その周辺に複数の処理室を有する処理装置が、特許文献１に提案されており、図５を参考に以下に説明する。

図５は特許文献１の図１に示す基板の処理装置（多段式半導体処理装置２０）の平面図である。この処理装置には、連結処理室（中間処理チャンバ２６、２７）を介して連結する２つの多角形の移載室（ロボット式バッファチャンバ２４、移送ロボットチャンバ２８）を備えている。ここでいう連結処理室は、例えばプラズマエッジクリーニング、及び、加熱、並びに冷却を行うためのものである。また、この移載室の内部中央には、基板を保持して各処理室間を搬送するいわゆるフロッグレッグ型（４本アームからなるリンク機構を有する）搬送ロボット（移送ロボット４２、バッファロボット４０）を備えて、移載室の周辺側面であって、搬送ロボットの回動中心から放射線方向に配置された、真空バルブ（スリットバルブ３８）により気密に室内を閉鎖できる処理室（真空処理チャンバ１〜７）と、装置外部から基板を受け取って、一時貯蔵するロードロック室（ロードロックチャンバ２１）を備える。なお、この処理装置は、移載室と連結処理室または処理室とが連結する箇所にも真空バルブを備えることで移載室を選択的に密封して各移載室を隔離することができるため、内部を互いに気密にして双方異なる真空度の雰囲気、若しくは何れか一方、または、双方異なる不活性ガス雰囲気とすることができる。

また、移載室は、内部を真空等にすることから、シーリングを容易にするため、１枚の大きなアルミニウムの塊を加工機械により削りだして、処理室等の連結面加工、処理室用の空洞等を成形するモノリス構造をしている。
特開平０３−１９２５２号公報

従来の処理装置は、移載室の形状が、五角以上を有する多角形であり、移載室を搬送ロボットの回動中心にむけて、放射線状に配置するものであり、これは、移載室中心に配置するフロッグレッグ型搬送ロボットが、保持した基板を回動中心から放射線上にある処理室へむけて回転方向への移動動作後、直線動作することで基板の受け渡しするためである。搬送ロボットを中心にして、放射線方向に搬送先である処理室を配備する必要があるため、移載室の一辺につき一つの処理室を設け、より多くのプロセスチャンバを備える必要がある場合には、移載室の辺の数を増加することにより可能である。しかし、処理室には所定の横幅があり、これに伴い最低限の移載室の一辺の長さを確保する必要があり、そのため、移載室を大きくせざるを得なく、それに伴い、搬送ロボットのストロークも長くする必要があり、また、処理装置全体を大型化する必要もある。

また、移載室の角数を増加せずに、１つの側壁に対して複数の処理室を備えるとともに、側壁に対して傾斜した向きで、全ての処理室の連結部（開口部）を搬送ロボットの回動中心に向けて備えることにより、同様の効果を得ることができるが、連結部を側壁に面して備えるのに対して連結部の面積が大きくなり、これにより処理室で処理する際に処理室内部を密閉するための真空バルブも大きくする必要がある。移載室や処理室では、内部を他から隔離してそれぞれ処理が行うため、連結部の開口面積が広い場合には密閉しにくく、内部の処理環境も不安定となる不具合が生じている。

処理装置が大型化した場合の問題点として、フットスペースが増大することとなり、また、移載室の容積が増大することにより、内部を真空、または、不活性ガスで満たす場合には所望する圧力又は濃度とするための時間とコストが余計にかかることとなる。

また、複数の移載室を連結して備える処理装置では、個々の移載室の形状が五角形以上の多角形であれば、縦横規則正しく連結するのが困難であり、フットスペースが広くなる不具合も生じている。

また、移載室は、巨大なアルミ塊を削りだして生産するため、この移載室の加工は四角形（アルミ塊を９０°旋回させて削り出す作業は非常に加工機械の機構上容易である。）に比べて、非常に困難であり、その側面に処理室と連通するための開口部を開ける加工なども非常に困難である。

上述のように、より多くの処理装置を備えることができ、移載室の容積が最小になり、フットスペースが狭く、移載室の加工が容易であり、複数の移載室を連結しやすい形状であり、搬送ロボットが自在に動作可能である等の要件を備えることが望まれている。

本願発明の上面の形状が四角形であり、内部中央付近に基板の搬送ロボットを有する移載室と、該移載室の各側壁面には、複数、たとえば、２つのプロセスチャンバと、を備える。搬送ロボットは、搬送ロボットの回動中心に対して放射線上、及び、回動方向への動作、又は、組合せにより基板を搬送することができる。

プロセスチャンバは、開口部が搬送ロボットの回動中心に対して放射線方向と角度をなした方向に取り付けられ、搬送ロボットが保持した基板を、直線及び曲線動作することにより受け渡しが可能である。

本願発明の処理装置は、移載室を複数備えて、該移載室の間に連結処理室により連結して備える。この処理装置では、一方の移載室から他方の移載室へと基板を搬送するために、移載室の間に備える連結処理室に基板を仮置きする。この際に、搬送先である他方の移載室において、ＣＶＤやＰＶＤ等の各種処理を行う前または、後で、連結処理室に備える基板の加熱手段、又は冷却手段により基板の加熱、又は、冷却をすることで、その後の各種処理を速やかに行うことができる。複数の連結処理室では、たとえば、加熱手段により基板の加熱、又は、冷却手段により基板の冷却を行うことができる。

本願発明の処理装置において、空洞等を成形するモノリス構造をしている移載室は、１枚の大きなアルミニウムの塊（直方体形状をしている。）を加工機械により削りだして成形する際に、移載室の形状が四角形であるため、削り出し加工する量が少なくてすみ、精度よく加工できる。このため、複数の移載室を並列して、連結処理室を介して精度良く連結することが容易である。また、多角形の移載室に比べてフットスペースが小さくても、より多くの処理室を備えることができる。

また、連結処理室を介して複数の移載室を縦横整然と連結することがきるため、工場（工程）のレイアウトが容易になる。

本願発明の処理装置に備える該搬送ロボットは、搬送ロボットの回動中心に対して放射線上、及び、回動方向への動作、又は、組合せにより基板を搬送することができるため、処理室の連結部（開口部）が搬送ロボットの回動中心に対して放射線方向に向いていなくても、基板を搬送することができる。

図１の平面図で示す処理装置１ａは、内部中央に基板３の搬送ロボット４を有する移載室２を備える。この移載室２の４つの側壁面５にはそれぞれ２つずつ前述したＣＶＤ等の各種処理を行うプロセスチャンバ６を備える。７は、一方の移載室２ａから他方の移載室２ｂに基板を搬送する途中で、連結処理室６ｂに載置する待機時間（先行して処理が行われている基板が、その処理が終了するのを待つ時間等である。）を利用して、基板の加熱処理を行う加熱手段等を備える連結処理室である。８は搬送装置であり、クリーンルーム内で基板３を運搬するためのポッド９を載置する載置台と、ポッド９に備える蓋を錠（ラッチキー）を開け、ポッド本体１０から蓋１１を取り外す機構を有するロードポート１２と、ポッド９内部から基板３を移載室２ａへの出入口となるロードロック室１３に搬送する基板搬送ロボット１４を備える。

図２は従来の８角形の移載室２を備える処理装置１ｂを示す平面図であり、図中符号は図１の本願発明の処理装置１ａと同じである。なお、図２中には、フットスペースの比較のため処理装置１ａの輪郭を点線にて示す。

図３は、本願発明の処理装置１ａに備える搬送ロボット４を示す平面図である。この搬送ロボット４は、ベース板上に回動軸を有する第一駆動源１５と、第一駆動源１５の回動軸と同心状に回動軸を有する第二駆動源１６とを備える。この第一駆動源１５の側面に第一駆動アーム１７を、第二駆動源１６の側面に２本の第二駆動アーム１８ａ、１８ｂを水平面内に突出して取り付ける。この第一駆動アーム１７の先端に第一従動アーム１９と第二従動アーム２０とを同心状で独立して回動可能に取り付け、第二駆動アーム１８ａ、１８ｂのそれぞれ他端に、第三従動アーム２１と第四従動アーム２２とを同じ水平面内で回動可能に取り付ける。第一従動アーム１９と第三従動アーム２１の先端には、第一ハンド２３を、第二従動アーム２０と第四従動アーム２２の先端には、第２ハンド２４をそれぞれ回動可能に取り付ける。この搬送ロボット４は、第一駆動源１５と第二駆動源１６とが異方向、若しくは同方向に回動することで各アームを介して第一ハンド２３、第二ハンド２４を進退、回動運動することができる。

図４は、搬送ロボット４が基板３を保持して、プロセスチャンバ内から他のプロセスチャンバ６へ搬送するときの搬送ロボット４の経路を示す平面図である。この搬送ロボット４では、第一駆動源１５と第二駆動源１６の異なる速度で動作させることで、各ハンド２３、２４を放射線方向と角度をなす直線方向に移動させることができる。

本願発明の処理装置を示す平面図である。 従来の処理装置を示す平面図である。 本願発明の処理装置に備える基板の搬送ロボットを示す平面図である。 本願発明の搬送ロボットの経路を示す平面図である。 特許文献１の図１に記載の処理装置を示す平面図である。

符号の説明

１ 処理装置
２ 移載室
３ 基板
４ 搬送ロボット
５ 側壁面
６ プロセスチャンバ
７ 連結処理室
８ 搬送装置
９ ポッド
１０ ポッド本体
１１ 蓋
１２ ロードポート
１３ ロードロック室
１４ 基板搬送ロボット
１５ 第一駆動源
１６ 第二駆動源
１７ 第一駆動アーム
１８ 第二駆動アーム
１９ 第一従動アーム
２０ 第二従動アーム
２１ 第三従動アーム
２２ 第四従動アーム
２３ 第一ハンド
２４ 第二ハンド

Claims (4)

1. 上面の形状が四角形であり、内部中央付近に基板の搬送ロボットを有する移載室と、
   該移載室の各側壁面には、複数のプロセスチャンバと、からなる処理装置であって、
   該搬送ロボットは、搬送ロボットの回動中心に対して放射線上、及び、回動方向への動作、又は、組合せにより基板を搬送することができることを特徴とする処理装置。
2. 前記プロセスチャンバは、前記移載室の各側壁面に２つ備えることを特徴とする請求項１記載の処理装置。
3. 前記移載室を複数備えて、該移載室の間に連結処理室により連結して備えることを特徴とする請求項１または２のいずれか記載の処理装置。
4. 前記複数の連結処理室が、基板の加熱手段、又は、冷却手段であることを特徴とする請求項３記載の処理装置。
   

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