JP2011228510A - 基板処理装置、及び、基板移載方法 - Google Patents

Abstract

【課題】装置振動等による基板の位置ずれを防止する。
【解決手段】基板処理装置は、基板搬送用の搬送ロボット３０が配置された搬送チャンバ２０と、搬送チャンバ２０の周囲にスリットバルブ７０を介して接続されたプロセスチャンバ１０と、を備える。プロセスチャンバ１０は、載置台１１を備え、載置台１１からリフトピン１２に基板Ｗを移載することで搬送ロボット３０への基板Ｗの受け渡しが可能になっている。リフトピン１２を制御する移載制御部１３は、搬送ロボット３０が該当プロセスチャンバ１０への基板の搬送動作を開始した後に、リフトピン１２へ基板Ｗを移載させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、振動による基板の位置ずれを防止可能な基板処理装置、及び、基板移載方法に関する。

従来、基板搬送用の搬送ロボットが配された基板搬送チャンバ及び基板に対して処理を実行するプロセスチャンバを有する基板処理装置では、搬送ロボットからプロセスチャンバの処理台との間で基板の移載を行うために、一時的に基板を支持する基板支持ピン（リフトピン）が用いられている（特許文献１参照）。

特開２００３−３４７１８１号公報

しかしながら、プロセスチャンバの処理の種類によっては、基板処理中の放電周りこみの影響で基板支持ピンの周囲表面が削られて細くなる為、支持ピンを上げた状態では支持ピンを保持する部材と支持ピンの隙間が広がることにより、装置振動の影響で支持ピンが振動しやすくなるという問題がある。
一方、搬送チャンバーの搬送ロボットは、他のプロセスチャンバやロードロックへの基板の搬入・搬出動作や次の基板保持位置の空き状態等の都合上、上記プロセスチャンバの基板の処理が終了しても、直ちに基板を搬出できない場合がある。

このため、プロセスチャンバでの処理の終了後、基板支持ピンにより持ち上げられた処理済基板が支持ピン上で待機することとなり、搬送チャンバーの搬送ロボットが上記処理済基板を搬出するまでの間に、装置の振動で基板が振動することにより、支持ピン上の基板の位置ずれが発生する。
本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたものであり、装置振動等による基板の位置ずれを簡便に防止可能な手段を提供することを目的とする。

本発明の一実施形態によれば、基板搬送可能な搬送ロボット、及び、前記搬送ロボットにより搬送される基板が通過可能な複数の搬送口を有する搬送室と、前記搬送ロボットを制御する搬送ロボット制御手段と、前記搬送口を介して搬送室に接続される処理室と、を備え、前記処理室は、基板を載置可能な処理台と、搬出対象の基板を前記処理台から離間した状態で支持し、前記搬送ロボットに移載可能な基板支持ピンと、前記基板支持ピン及び前記処理台の少なくとも一方の駆動を制御して、前記基板を処理台から基板支持ピンに移載させる移載制御手段と、を備え、前記搬送ロボット制御手段は、搬出対象基板を有する処理室からの基板の搬出動作開始後のタイミングを知らせる搬送タイミング信号を当該処理室の移載制御手段に送信し、前記移載制御手段は、前記搬送ロボット制御手段からの搬送タイミング信号の受信に基づいて、前記搬送ロボットの搬出動作開始後に前記基板を基板支持ピンに移載させることを特徴とする。
このように、搬送ロボットによる動作とリフトピンによる動作とを協調させることで、処理済基板を支持ピン上に置かれている状態の時間を極力減らし、装置振動による基板の位置ずれを防ぐことができる。
ここで、「基板の搬出動作開始後のタイミング」における基板の搬出動作は、搬送ロボットが他の基板搬送動作を完了してから若しくは搬送ロボットが初期位置にある状態から、基板の搬出動作を完了するまでの動作を言う。従って、搬出対象基板を搬送ロボットに移載してから基板が処理室を出るまでの狭義の搬出動作とは異なる。

プロセスチャンバーで搬出待ち状態にある処理済み基板の振動による位置ずれを防止できる。
本発明によれば、特別な構造物を設けることなく、簡易かつ有効に基板の位置ずれを防止可能であり、また基板近傍に複雑な構造物を設けることによるパーティクルの発生等を防止可能である。

本実施形態にかかる基板処理装置の外観図である。 搬送チャンバとプロセスチャンバを横から見た図である。 プロセスチャンバー内の基板を載置台（ホルダー位置に下げた状態）に置いた状態である。 第１実施形態を示すフローチャートである。 回転量を説明する図である。 第２実施形態を示すフローチャートである。 第３実施形態を示すフローチャートである。

［第１実施形態］
図１に本実施形態にかかる基板処理装置の外観図を示す。
図１の基板処理装置は、基板搬送用の搬送ロボット３０が配置された搬送チャンバ２０と、搬送チャンバ２０の周囲にスリットバルブ７０を介して接続されたプロセスチャンバ１０と、ロードロック／アンロードロックチャンバ４０Ａ，４０Ｂと、を備える。ロードロック／アンロードロックチャンバ４０Ａ，４０Ｂは、大気側搬送ロボット５１を備えた大気側基板供給室５０と搬送チャンバ２０との間に配置され、大気側基板供給室５０から供給される基板を搬送チャンバ２０に供給し、搬送チャンバ２０から基板を回収するために設けられる。各チャンバ２０，１０は、夫々、ターボ分子ポンプなどの排気装置を備えており、夫々独立に減圧可能であり、減圧条件下で搬送ロボット３０によるチャンバ２０，１０間での基板の搬送が可能である。なお、排気装置は、本発明の適用において必須のものではない。

プロセスチャンバ１０は、基板に対する処理を実行するための反応室であり、スパッタ成膜用のスパッタチャンバ、ＣＶＤ（chemical
vacuum deposition）成膜用のＣＶＤチャンバ、基板を加熱又は冷却するための温度調整チャンバなどとして構成される。また、プロセスチャンバ１０は、図２に示すように、処理対象の基板Ｗを載置するための載置台１１と、リフトピン１２と、チャンバ処理制御部１４と、を備える。リフトピン１２は、詳細は図示しないがシリンダなどの駆動装置に接続され、昇降可能になっており、下降状態では載置台１１内部の孔に収納され（図３の状態）、上昇状態では載置台１１表面に突き出て、載置台１１から離した状態で基板Ｗを支持可能に構成されている（図２の状態）。

チャンバ処理制御部１４は、移載制御部１３を備える。移載制御部１３は、リフトピン１２の駆動装置を制御し、リフトピン１２を昇降させることで、搬送ロボット３０、載置台１１間で基板Ｗを移載させる。さらに、本実施形態では、移載制御部１３は、搬送ロボット３０の動作を制御する搬送制御部３２からの搬送タイミング信号を受信し、これに基づきリフトピン１２の昇降動作を実行する。なお、図２では、載置台１１とリフトピン１２のみを図示しているが、プロセスチャンバ１０は、例えばスパッタチャンバであればカソードや整合器などの基板に対する処理を行うための装置を備えており、これらはチャンバ処理制御部１４により、搬送ロボット３０などの基板搬送系とは独立して制御される。なお、チャンバ処理制御部１４は、例えばＰＬＣ（プログラマブルロジックコントローラ）などにより構成される。

図１の搬送ロボット３０は、回転動作により基板Ｗを保持可能な保持部３１を基板Ｗの搬送先又は搬送元となるプロセスチャンバ１０側に向け、伸縮動作により保持部３１をプロセスチャンバ１０に近づけ又はプロセスチャンバ１０から離すことで、基板を搬送する。

次に、図４のフローを参照して、本実施形態にかかる基板搬出動作について説明する。
図４のフローでは、プロセスチャンバ１０における移載制御部１３と搬送制御部３２における夫々の動作を示す。あるプロセスチャンバ１０Ａにおけるプロセス処理（例えば所定の成膜処理）が終了したことを検知すると（ステップＳ１０１）、当該プロセスチャンバ１０Ａの移載制御部１３は、搬送制御部３２から搬送タイミング信号が送信されるのを待機する（ステップＳ１０２）。このとき、搬送ロボット３０は他のプロセスチャンバ１０における基板の搬送を行っているため（ステップＳ００１）、基板Ｗは載置台１１上に載置されたままの状態で搬送順まで待機する（図３の状態）。
その後、搬送制御部３２は、他の基板の搬送が完了し（ステップＳ００２）、プロセスチャンバ１０Ａからの基板Ｗ回収動作を開始するところで、移動量の情報を含む搬送タイミング信号を出力する（ステップＳ１０３）。

移載制御部１３は、搬送制御部３２から搬送タイミング信号を受信すると、搬送ロボット３０の移動量の情報に基づいて、リフトピン１２から搬送ロボット３０への移載タイミング（搬送ロボット３０の移載位置への到着タイミング）を演算し（ステップＳ１０４）、当該移載タイミングで移載可能となるようにリフトピン１２を上昇させる（ステップＳ１０５〜Ｓ１０６）。具体的には、本実施形態では、移動量として、基板Ｗ搬出動作開始位置（他の基板搬送動作の完了位置）からプロセスチャンバ１０Ａまでの搬送ロボット３０の回転量を特定可能な情報（例えば、９０°）を受信する（図５）。移載制御部１３では、この回転量の回転動作を行うのに要する時間を、予め定めた回転量と時間の関数からなる演算式やマップ等を用いて算出する。リフトピン１２の上昇により載置台１１に載置された基板Ｗが突き上げられ、リフトピン１２に保持される。リフトピン１２は、所定の移載位置まで上昇後、停止する。

上記移載制御部１３の動作と並行して、搬送制御部３２における搬送ロボット３０の回転動作（ステップＳ１０７）、伸長動作（ステップＳ１０８）が実行される。これにより、搬送ロボット３０の保持部３１を他の基板搬送動作完了位置からプロセスチャンバ１０Ａに向けた後、搬送チャンバ２０内の収縮位置からプロセスチャンバ１０Ａにおける基板Ｗの移載位置まで伸長させる。保持部３１が移載位置まで移動するときには、リフトピン１２の上昇動作が完了しており、従って、保持部３１は、リフトピン１２に保持される基板Ｗと載置台１１の間で停止する。なお、搬送ロボット３０が通過する際、搬送チャンバ２０とプロセスチャンバ１０Ａとの間のスリットバルブ７０が開かれる。
その後、移載制御部１３は所定時間経過後、リフトピン１２を下降させることで、基板Ｗが搬送ロボット３０の保持部３１に移載され（ステップＳ１０９）、搬送制御部３２が搬送ロボット３０のアームを収縮し、保持部３１を搬送チャンバ２０内に戻すことで、基板搬出動作が完了する（ステップＳ１１０）。

以上のように、搬送制御部３２と移載制御部の動作を連動させることで、基板搬出待機時の装置振動による基板の位置ずれを有効に防止できる。
また、搬送制御部３２から移動量の情報を含む搬送タイミング信号を送信することで、各プロセスチャンバ１０におけるプロセス終了時に、搬送ロボット３０がどのような基板搬送動作を行っていたとしても、正確に移載タイミングを算出し、振動の少ない適切なタイミングで基板搬出動作を行うことができる。
また、どのプロセスチャンバ１０からの基板搬出動作を行う場合にも、搬送制御部３２の側から一定のタイミングで搬送タイミング信号を送信し、それを受信するプロセスチャンバ１０の側で移載タイミングを算出することで、各プロセスにより載置台１１の吸着力が異なる場合にも、必要な移載時間を逆算して適切な移載タイミングを算出することが可能である。また、搬送制御部３２側で判断しなくてよいので、負荷が少なく、プロセスチャンバの構成や処理内容に応じた変更が容易である。

なお、必ずしも対象となるプロセスチャンバの搬出動作開始時に信号を出力する場合に限られず、対象となるプロセスチャンバにその搬出動作開始タイミングを特定可能な情報を送信するものであればよい。

［第２実施形態］
次に、図６に示すフローチャートを用いて、第２実施形態について説明する。本実施形態は、ほぼ第１実施形態と同様の動作を行うが、搬送タイミング信号を送信する契機と、搬送タイミング信号が含む情報が異なっている。具体的には、第２実施形態では、プロセスが終了した移載制御部１３からの、自チャンバを特定可能な情報（例えば、１０Ａ）を含む搬送問合せ信号の送信（ステップＳ１０１−１）に応答して、搬送制御部３２が搬送タイミング信号を当該指定されたプロセスチャンバ１０Ａに送信している（ステップＳ１０１−２）。これにより、よりプロセスチャンバ１０Ａ側での必要に応じた信号を得ることができる。

また、搬送タイミング信号は、対象プロセスチャンバ１０からの基板搬出タイミングを特定することができれば、その送信タイミングは限定されないことは上述の通りである。図６の例では、送信タイミングが任意の搬送問合せ信号に応じたものとなるから、搬送順序を特定可能な情報を含む搬送タイミング信号を送信している。具体的に図の搬送タイミング信号の例（１０Ｄ→１０Ｃ→１０Ａ）では、搬送チャンバ２０とプロセスチャンバ１０Ｄ、１０Ｃ間での基板搬送動作後にプロセスチャンバ１０Ａからの基板搬出動作が行われることを示す情報を含んでいる。

［第３実施形態］
次に、第３実施形態について、図７のフローを用いて説明する。第３実施形態では装置構成は上述の実施形態と略同様であるが、移載制御部１３で移載タイミングを演算することなく、リフトピン１２を上昇させている点で他の実施形態と異なっている。以下、上記実施形態と同じ部分は簡略化して説明する。
プロセスチャンバ１０Ａにおけるプロセスが終了すると（ステップＳ２０１）、移載制御部１３では搬送制御部３２からの信号を待機する（ステップＳ２０２）。搬送制御部３２は、搬出対象基板を有するプロセスチャンバ１０Ａからの基板の回収に向かうべく、プロセスチャンバ１０Ａ方向に保持部３１を向ける回転動作が完了した時点（ステップＳ２０３）で、搬送タイミング信号を移載制御部１３に送信する（ステップＳ２０４）。これを受信した移載制御部１３において、リフトピン１２の上昇動作を行う（ステップＳ２０５）。その後は、上述の実施形態と同様であり、所定時間の進行に従ったシーケンス動作により、基板Ｗ下まで搬送ロボット３０の保持部３１が伸長した後（ステップＳ２０６）、リフトピン１２を下降させて保持部３１に基板Ｗを移載し（ステップＳ２０７）、搬送ロボット３０を搬送チャンバ２０内へ収縮させることで（ステップＳ２０８）、基板の搬出動作を完了する。

このように、振動が発生しやすい回転動作の完了後に一律にリフトピン１２を上昇させることで、移載制御部１３等で判断処理等を行うことなく、簡便且つ効果的に振動による位置ずれの発生を防止できる。
なお、上記実施形態では、リフトピン１２を載置台１１に対して上下動させることで、移載動作を行っているがこれに限らず、載置台１１の方をリフトピン１２に対して移動させてもよく、両方を移動させて移載動作を行うようにしてもよい。

１０ プロセスチャンバ
２０ 搬送チャンバ
３０ 搬送ロボット
３１ 保持部
７０ スリットバルブ

Claims (7)

1. 基板搬送可能な搬送ロボット、及び、前記搬送ロボットにより搬送される基板が通過可能な複数の搬送口を有する搬送室と、
   前記搬送ロボットを制御する搬送ロボット制御手段と、
   前記搬送口を介して搬送室に接続される処理室と、を備え、
   前記処理室は、
   基板を載置可能な処理台と、
   搬出対象の基板を前記処理台から離間した状態で支持し、前記搬送ロボットに移載可能な基板支持ピンと、
   前記基板支持ピン及び前記処理台の少なくとも一方の駆動を制御して、前記基板を処理台から基板支持ピンに移載させる移載制御手段と、を備え、
   前記搬送ロボット制御手段は、搬出対象基板を有する処理室からの基板の搬出動作開始後のタイミングを知らせる搬送タイミング信号を当該処理室の移載制御手段に送信し、
   前記移載制御手段は、前記搬送ロボット制御手段からの搬送タイミング信号の受信に基づいて、前記搬送ロボットの搬出動作開始後に前記基板を基板支持ピンに移載させることを特徴とする基板処理装置。
2. 前記移載制御手段は、前記搬送タイミング信号に基づいて、前記搬送ロボットの移載位置への到着タイミングを演算し、前記演算した到着タイミングに間に合うように前記基板を基板支持ピンに移載させることを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
3. 前記搬送ロボット制御手段は、前記搬出動作に伴う移動量、又は、前記搬出動作開始までに行われる搬送動作を特定可能な搬送順序情報を含む搬送タイミング信号を前記移載制御手段に送信することを特徴とする請求項２に記載の基板処理装置。
4. 前記搬送ロボット制御手段は、前記移載制御手段からの前記処理室における処理の終了示す処理終了信号の受信に応答して、前記搬送タイミング信号を送信することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の基板処理装置。
5. 前記搬送ロボット制御手段は、回転動作により搬出対象の基板を有する処理室に向き、伸長動作により前記基板支持ピンに支持された基板位置に近づくものであって、前記回転動作完了後に、当該搬出対象基板を有する処理室の移載制御手段に前記搬送タイミング信号を送信し、
   前記移載制御手段は、前記搬送タイミング信号の受信に応答して前記基板を基板支持ピンに移載させることを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
6. 基板搬送可能な搬送ロボット、及び、前記搬送ロボットが搬送可能な複数の搬送口を有する搬送室と、前記搬送口を介して搬送室に接続し、かつ、基板を載置可能な処理台、搬出対象の基板を前記処理台から離間した状態で支持し、前記搬送ロボットに移載可能な基板支持ピン、及び、前記基板支持ピン及び前記処理台の少なくとも一方の駆動を制御して、前記基板を処理台から基板支持ピンに移載させる移載制御手段を有する処理室と、を備える基板処理装置において、基板を処理台から搬送ロボットに基板支持ピンを介して移載させる移載方法であって、
   前記移載制御手段は、前記搬送ロボットによる自処理室からの搬出動作開始後に前記基板を基板支持ピンに移載させることを特徴とする基板移載方法。
7. 基板搬送可能な搬送ロボット、及び、前記搬送ロボットにより搬送される基板が通過可能な複数の搬送口を有する搬送室と、前記搬送口を介して搬送室に接続し、かつ、基板を載置可能な処理台、搬出対象の基板を前記処理台から離間した状態で支持し、前記搬送ロボットに移載可能な基板支持ピン、及び、前記基板支持ピン及び前記処理台の少なくとも一方の駆動を制御して、前記基板を処理台から基板支持ピンに移載させる移載制御手段を有する処理室と、を備える基板処理装置において、基板を処理台から搬送ロボットに基板支持ピンを介して移載させる移載方法であって、
   前記移載制御手段は、前記搬送ロボットによる自処理室からの搬出動作開始後に前記基板を基板支持ピンに移載させることを特徴とする基板移載方法。