JP2013143513A - 真空処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】設置面積あたりの生産性が高い真空処理装置を提供する。
【解決手段】大気搬送室の背面側で内部にウエハを搬送する真空搬送ロボットが配置された複数の真空搬送室の各々に少なくとも１つずつ連結された複数の真空処理室を備え、カセット内の複数のウエハを取り出して順次前記複数の真空処理室へ搬送して処理を行った後前記カセットに戻す真空処理装置であって、前記複数枚のウエハの搬送の動作を設定しこの動作を調節する制御部は、任意の前記ウエハが前記複数の真空搬送室のうち最も奥側に配置された真空搬送室に連結された前記真空処理室の全てに搬送されるように調節した後、次のウエハの搬送を、前記任意のウエハが前記最も奥側の真空搬送室に連結された前記真空処理室から搬出可能になる前に当該次のウエハを搬入可能な前記真空処理室であって最も後方に配置された真空処理室に搬送されるように調節する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、半導体ウエハ等の被処理基板を真空容器内部に配置された処理室内で処理する真空処理装置に係り、真空容器と連結されその内部を被処理基板が搬送される搬送容器を備えたものに関する。

上記のような装置、特に、真空容器の内部に配置され減圧された処理室内において処理対象の試料である半導体ウエハ等の基板（以下、「ウエハ」という）を処理する真空処理装置においては、処理の微細化、精密化とともに、処理対象であるウエハの処理の効率の向上が求められてきた。このために、近年では、１つの装置に複数の真空容器が連結され複数の処理室で並行してウエハの処理を行うことができるマルチチャンバ装置が開発され、クリーンルームの設置面積あたりの生産性の効率を向上させることが行われてきた。

また、このような複数の処理室あるいはチャンバを備えて処理を行う装置では、それぞれの処理室あるいはチャンバはこれに電界や磁界を供給する手段や内部を排気する排気ポンプ等の排気手段や処理室内部に供給される処理用ガスの供給を調節する手段等と共に各々の処理ユニットを構成し、この処理ユニットが内部のガスやその圧力が減圧可能に調節され基板を搬送するためのロボットアーム等が備えられた搬送室（搬送チャンバ）を含みウエハが内部で搬送され一時的に保持される搬送ユニットとに着脱可能に連結されている。より具体的には、各処理ユニットの減圧される処理室或いはチャンバが内部に配置された真空容器の側壁が、同程度に減圧された内部を処理前あるいは処理後のウエハが搬送される搬送ユニットの真空搬送容器の側壁に着脱可能に連結され内部が連通、閉塞可能に構成されている。

このような構成において真空処理装置全体の大きさは、真空搬送容器及び真空処理容器、或いは真空搬送室、真空処理室の大きさおよび配置により大きく影響される。例えば、真空搬送室は、必要な動作を実現するための大きさが、隣接して連結される搬送室または処理室の数、内部に配置されてウエハを搬送する搬送ロボットの数とその動作に要する最小の半径やウエハの径の大きさにも影響を受けて決定される。一方、真空処理室は処理対象のウエハの径、必要な圧力を実現するための処理室内の排気の効率、ウエハ処理のために必要な機器類の配置によっても影響される。更に、真空搬送室及び真空処理室の配置は、設置される箇所で使用者が要求する半導体デバイス等の生産の総量、効率を実現する上から必要とされる各処理装置に必要な処理室の数によっても影響を受ける。

さらに、真空処理装置の各処理容器は、所定の稼働時間や処理の枚数毎に保守、点検等メンテナンスを必要とし、このようなメンテナンスを効率よく行えるような各機器や各容器の配置が求められている。このような複数の真空処理容器と真空搬送容器とが連結して配置された真空処理装置の従来の技術としては、特表２００７−５１１１０４号公報（特許文献１）に開示のものが知られていた。

特表２００７−５１１１０４号公報

上記の従来技術においては、各処理ユニット或いは搬送ユニットが着脱可能に構成されることで、求められる処理の内容や条件、或いは保守、性能上の要求に応じた他のユニットと交換可能に構成されており、使用者の建屋内に設置された状態で、異なる処理に応じた構成の変更が可能となる。また、真空搬送容器は上方から見て平面形が多角形状にされ、この多角形の各辺に相当する側壁に真空処理ユニットの真空容器の側壁や別の搬送ユニットの真空搬送容器或いはこれら同士を連結する容器の側壁が着脱可能に連結される構成である。従来の技術は、このような構成により、このような真空処理装置では、真空搬送容器同士を（中間に連結する容器を挟んでも良い）連結することで、真空処理ユニットの数と配置との自由度を大きくして、使用者の要求の仕様の変更に短期間に応じて処理と構成とを変更することが可能となり、全体的な装置の稼働効率を高く維持しようとするものである。

しかしながら、上記の従来技術では、次のような点について考慮が足らず問題が有った。すなわち、真空搬送容器を（中間の容器の有無によらず）連結することで、可能な真空処理ユニットの配置や数が多くなるが、これらの配置や数によりウエハの処理や生産性の効率を最適にできる真空処理容器内へのウエハ搬入順序について十分に考慮されておらず、真空処理装置の設置面積あたりの生産量を損なっていた。

例えば、真空処理装置が同一処理を実施することを可能な真空処理ユニットを備え、これらの真空処理ユニットが別の真空搬送容器に連結されて構成されている場合、これらに処理されるために搬入されるウエハの搬送・投入順序の選択によっては処理の効率を損なってしまうことについて、上記従来技術では考慮されていなかった。このように従来技術では、真空処理装置の設置面積あたりのウエハの処理能力が損なわれていた。

本発明の目的は、設置面積あたりの生産性が高い真空処理装置を提供することにある。

上記課題は、大気搬送室の背面側に配置され相互に連結され減圧された内部にウエハを搬送する真空搬送ロボットが配置された複数の真空搬送室と、これらの真空搬送室の各々に少なくとも１つずつ連結された複数の真空処理室とを備え、前記大気搬送室の前面側に配置されるカセット内の複数のウエハをこのカセットから取り出して順次前記複数の真空処理室へ前記真空搬送ロボットにより搬送して処理を行った後前記カセットに戻す真空処理装置であって、最も奥側の真空処理室での前記ウエハの処理の枚数が多くなるように前記ウエハの搬送を調節することにより達成される。

より具体的には、カセット内の任意のウエハが前記最も奥側に配置された真空搬送室に連結された真空処理室の全てに搬送されるように設定された後、その次のウエハは最も奥側の真空搬送室を含めより後方の真空搬送室に連結された真空処理室で最も早期に搬送可能となる真空処理室に搬送されるように、その搬送が調節される。

特に、任意のウエハが前記複数の真空搬送室のうち最も奥側に配置された真空搬送室に連結された前記真空処理室の全てに搬送されるように調節された後、次のウエハの搬送を、前記任意のウエハが前記最も奥側の真空搬送室に連結された前記真空処理室から搬出可能になる前に当該次のウエハを搬入可能な前記真空処理室であって最も後方に配置された真空処理室に搬送されるように調節されることにより達成される。

本発明の実施例に係る真空処理装置の全体の構成の概略を説明する上面図である。 図１に示す実施例の真空搬送室を拡大して示す横断面図である。 図１に示す実施例に係る真空処理装置の動作の流れを示すフローチャートである。 本発明の変形例に係る真空処理装置の全体の構成の概略を説明する上面図である。 本発明の変形例に係る真空処理装置の全体の構成の概略を説明する上面図である。

以下、本発明による真空処理装置の実施例を図面により詳細に説明する。

本発明の実施例を以下図面を用いて説明する。図１は本発明の実施例に係る真空処理装置の全体の構成の概略を説明する上面図である。

図１に示す本発明の実施形態による真空処理室を含む真空処理装置１００は、大きく分けて、大気側ブロック１０１と真空側ブロック１０２とにより構成される。大気側ブロック１０１は、大気圧下で被処理物である半導体ウエハ等の基板状の試料を搬送、収納位置決め等を行う部分であり、真空側ブロック１０２は、大気圧から減圧された圧力下でウエハ等の基板状の試料を搬送し、予め定められた真空処理室内において処理を行うブロックである。そして、真空側ブロック１０２の前述した搬送や処理を行う真空側ブロック１０２の箇所と大気側ブロック１０１との間には、これらを連結して配置され試料を内部に有した状態で圧力を大気圧と真空圧との間で上下させる部分が配置されている。

大気側ブロック１０１は、内部に大気搬送ロボット１１２を備えた略直方体形状の筐体１０９を有し、この筐体１０９の前面側に取り付けられていて、処理用またはクリーニング用の被処理対象の半導体ウエハ等の基板状の試料（以下、ウエハ）が収納されているカセットがその上に載せられる複数のカセット台１１０が備えられている。

真空側ブロック１０２は、第一の真空搬送室１０７及び第二の真空搬送室１１３と大気側ブロック１０１との間に配置され、大気側と真空側との間でやりとりをするウエハを内部に有した状態で圧力を大気圧と真空圧との間でやりとりをするロック室１０８を１つまたは複数備えている。前記ロック室は、内部の空間を上記の圧力に調節可能な真空容器であって、連結される箇所にウエハが内部を通過して搬送される通路とこれを開放、閉塞して気密に封止可能なバルブ１２０が配置されており、大気側と真空側との間を気密に分割している。また、内部の空間には、複数のウエハを上下にすき間を開けて収納し保持可能な収納部を備えており、これらウエハを収納した状態でバルブ１２０で閉塞され気密に分割される。

図１では、上方からみて１つのロック室１０８のみが示されているが、本実施例では、同一または同一と見なせる程度に近い寸法の複数（図１の例では２つ）のロック室を上下方向に重ねて配置している。なお、以下の説明では特にことわりの無い場合複数のロック室１０８についても単にロック室１０８として説明する。このように、真空側ブロック１０２は高い真空度の圧力に維持可能な容器が連結され内部の全体が減圧された状態で維持された空間となっているブロックである。

第一の真空搬送室１０７、第二の真空搬送室１１３は各々が平面形状が略矩形状を有した真空容器を含むユニットであり、これらは、実質的に同一と見なせる程度の構成上の差異を有する３つのユニットである。第一の真空搬送室１０７と第二の真空搬送室１１３との対面にある一面に相当する側壁同士の間には真空搬送中間室１１４が配置されて両者を連結している。

真空搬送中間室１１４は、内部が他の真空搬送室または真空処理室と同等の真空度まで減圧可能な真空容器であって、真空搬送室を互いに連結して、内部の室が連通されている。真空搬送室との間には、内部の室を連通して内側でウエハが搬送される通路を開放、遮断して分割するバルブ１２０が配置されており、これらのバルブ１２０が閉塞することによって、真空搬送中間室と真空搬送室との間は気密に封止される。

また、真空搬送中間室１１４内部の室には、複数のウエハをこれらの面と面の間ですき間を開けて載せて水平に保持する収納部が配置されており、第一、第二の真空搬送室１０７、１１３の間でウエハが受け渡される際に、一端収納される中継室の機能を備えている。すなわち、一方の真空搬送室内の真空搬送ロボット１１１によって搬入され前記収納部に載せられたウエハが他方の真空搬送室内の真空搬送ロボット１１１により搬出されて当該真空搬送室に連結された真空処理室またはロック室に搬送される。

本実施例の真空搬送中間室１１４の構成を説明すると、真空搬送中間室１１４は、ロック室１０８の配置の構成と同様に、上下方向に２つの室が重なる位置に配置されている。より詳細には、真空搬送中間室１１４は内部のウエハを収納するための空間を構成する真空容器の内部には、これを上下に区画する着脱可能な図示しない仕切板を備えており、区画された２つの室内同士の間のガスや粒子の移動が低減されている。

すなわち、真空搬送中間室１１４は、複数の真空処理室各々で処理される、あるいは処理されたウエハが収納されるステーションであり、これらの真空処理室のうち一方で処理を施される予定の処理前のウエハ当該真空搬送中間室１１４内の収納空間で待機している状態で他方の真空処理室で処理を受けた処理済のウエハが当該収納空間に搬入される状態、あるいは第二の真空処理室１０４または第三の真空処理室１０５で処理済のウエハが当該収納空間内でいずれかのロック室１０８への搬送を待機している状態でこれらの真空処理室いずれかで処理される処理前のウエハが当該空間に搬入される状態が生じる可能性が有る。これに対して上記のような構成により、処理前のウエハと処理後のウエハが真空搬送中間室１１４内に同じ時刻に存在して後者の周囲に残留するガスや生成物が前者に悪影響を及ぼすことが抑制される。

特に、本実施例では、真空搬送中間室１１４内の２つの収納空間のうち上下の各収納部には２枚以上のウエハを上下方向に各々の上面、下面の間にすき間を空けて収納可能に構成されており、各々において未処理のウエハは上方に、処理済のウエハは下方に収納される。このことにより、各々の収納空間においても処理済のウエハの周囲に残留したガスや生成物が未処理のウエハに悪影響を与えることが抑制される。

これらの上下の各収納部には２枚以上のウエハが収納されて保持される棚構造を有したウエハの載置部が配置されており、これら載置部は、収納部を構成する真空搬送中間室１１４の内側の（図１上左右方向に）向かい合った２つの側壁面に沿ってこれから対向する側壁面に向けてウエハの外周縁部が載せられてウエハを保持できるだけの水平方向（図上図面垂直な方向）の長さを有して延在されるとともに、上下方向に所定の間隔を空けて配置されたフランジを備えており、且つ各々の側壁面側において対応する側壁面のフランジ各々が同じ高さで且つウエハの直径よりわずかに小さい距離で配置されて、ウエハまたは収納部の中央部分が広く空間を開けられた棚構造（スロット）を構成している。

このような複数の段を構成する載置部のスロットの数は、真空処理装置１００の運転中にウエハが目標の箇所となる第二の真空処理室１０４、第三の真空処理室１０５あるいはロック室１０８との間で搬送される間で載置部内部に一時的に保持される枚数を収納可能なものである。すなわち、載置部の段数は、処理対象のウエハの未処理または処理済の各々のものを少なくとも１枚ずつ収納する段を備えている。

また、本実施例のロック室１０８はいずれも、内部のウエハを収納する室内にはウエハがその上に載せられるステージが配置され、さらにこのステージ上面には、その上端にウエハが載せられて当該上端部と裏面が接触する少なくとも１つ以上の凸形状を有した突起部が、その高さ位置を固定されて配置されている。このような突起部はウエハが当該突起部に載せられた状態で凸形状の上端とステージ上面との間にすき間が開けられるように構成されている。

このようなすき間を開けてロック室１０８内に収納されたウエハを支持することで、各ロック室１０８の前後端部（図１上上下方向の端部）に配置された２つのゲートバルブを閉塞して内部を気密に区画した状態で内部の収納室内にガスを供給することで、当該ウエハの温度を初期の範囲に近づけることができる。特に、真空処理室で処理をされた後のウエハが高温となっており、大気側ブロック１０１に搬送される際にロック室１０８内で処理後のウエハの冷却を効率的の行うことで大気側ブロック１０１内での搬送時の割れや損傷といた不具合の発生を低減できる。

第一の真空搬送室１０７について、ロック室１０８と真空搬送中間室１１４が接続されていない二面には、内部が減圧されその内部にウエハが搬送されて、ウエハを処理する第一の真空処理室１０３及び第四の真空処理室１０６が接続される。本実施例では、第一〜第四各真空処理室は、真空容器を含んで構成された電界、磁界の発生手段、容器内部の減圧される空間を排気する真空ポンプを含む排気手段を含むユニット全体を示しており、内部の処理室においてエッチング処理、アッシング処理或いは他の半導体ウエハに施す処理が施される。また、第一〜第四の各真空処理室には、実施される処理に応じて供給される処理ガスが流れる管路が連結されている。

第一の真空搬送室１０７には、真空処理室が２個連結可能に構成されている。本実施例では、第一の真空搬送室１０７に第一の真空処理室１０３及び第四の真空処理室１０６が接続されているが、どちらか１つのみ接続されてもよい。第二の真空搬送室１１３には３個の真空処理室が連結可能に構成されているが、本実施例では２個までの真空処理室１０３が連結される。

本実施例の真空処理室は、いずれも真空容器を備えて内部に円筒形状を有した処理室を備えている。処理室内部の中央部には円筒の軸とその中心軸を合わせて配置された円筒形状の試料台が配置され、試料台上面に内部に膜状の電極が配置された誘電体製の膜が、溶射または焼成した部材を接着する等の方法で配置され、ウエハが載せられる円形またはこれと見なせる程度に近似した円形状を備えた載置面を構成している。当該載置面上に載せられたウエハは膜の内部に配置された電極に直流電力が印加された結果膜とウエハとの間で生じた静電気力によって面上で保持される。

また、上記載置面には複数の貫通孔が配置され、内部に載置面の上下方向に移動する複数本のピンが収納されている。これらのピンは貫通孔内に収納された下方の位置から上方に移動し載置面の上方まで突出した状態でそれらの先端にウエハが載せられる、またはウエハが載置面上に乗った状態で貫通孔内から上方に移動して先端をウエハの裏面に接触させてなお上方に移動してウエハを載置面の上方ですき間を開けた位置まで持ち上げることができる。

このような上下に移動するピンを備えて、それらの先端より下方の空間に真空搬送ロボット１１１のアーム先端が進入し、アームを持ち上げる、或いはピンを下方に移動させてウエハをアーム先端に受け渡す動作、及びウエハを載せたアーム先端が載置面上方でウエハの中心と載置面の中心とが上方から見て一致する位置まで移動した状態でピンを貫通孔内部から上方に移動させる、或いはピンが載置面上方に突出した状態でアームを下方に移動させてウエハをピン上端を含む試料台側に受け渡す動作を行うことができる。

第一の真空搬送室１０７および第二の真空搬送室１１３は、その内部が搬送室とされており、第一の真空搬送室１０７には、真空下でロック室１０８と第一の真空処理室１０３及び第四の真空処理室１０６または真空搬送中間室１１４の何れかとの間でウエハを搬送する真空搬送ロボット１１１がその内部の空間の中央部分に配置されている。第二の真空搬送室１１３も前記同様真空搬送ロボット１１１が内部の中央部分に配置されており、第二の真空処理室１０４及び第三の真空処理室１０５、真空搬送中間室１１４の何れかとの間でウエハの搬送を行う。

この真空搬送ロボット１１１は、そのアーム上にウエハが載せられて、第一の真空搬送室１０７では第一の真空処理室１０３または第四の真空処理室１０６に配置されたウエハ台上、あるいはロック室１０８または真空搬送中間室１１４の何れかとの間でウエハの搬入、搬出を行う。これら第一の真空処理室１０３及び第四の真空処理室１０６、ロック室１０８、真空搬送中間室１１４、第一の真空搬送室１０７および第二の真空搬送室１１３の搬送室との間には、それぞれ気密に閉塞、開放可能なバルブ１２０により開閉される通路が配置され、この通路内を通りウエハが真空搬送ロボット１１１のアーム先端部に載せられて保持された状態で搬送される。

上記の構成を備えた本実施例では、第一の真空搬送室１０７、第二の真空搬送室１１３の各々の内部に配置された真空搬送ロボット１１１によるウエハの搬送は、複数の真空処理室のいずれかとロック室１０８または真空搬送中間室１１４との間、或いはロック室１０８と真空搬送中間室１１４との間で行われる。真空搬送室が３つ以上連結され真空搬送中間室１１４の他に真空搬送中間室が配置された構成の場合には真空搬送中間室同士の間でもウエハの搬送が行われる。これらのうち、真空処理室との間でのウエハの搬送を含む搬送の動作、すなわち、処理前のウエハの搬入あるいは処理後のウエハの搬出を真空処理室のいずれかに対して行う搬送の動作を含むものは、他のものと比べて動作に要する時間が長いものとなる。

これは、本実施例の真空処理室は、何れも試料台に真空搬送ロボットとの間でウエハの受け渡しを行う上下方向に移動するピンを備えておりピンの動作に時間を要すること、さらに試料台上の載置面に対してウエハの位置を中心同士が合致するように精密に位置決めして受け渡す必要が有るため、搬送、受け渡しの動作を過度に高速で行うことができないことが理由として挙げられる。

一方、真空搬送中間室１１４、ロック室１０８はウエハを内部で保持する箇所は上下方向に移動せず真空搬送ロボット１１１の上下方向の移動のみによって行えること、また、ウエハの位置も真空処理室内の試料台に載せるための受け渡しの場合に比べて真空搬送ロボット１１１のアームの位置決めに高い精度が要求されないため、真空搬送中間室１１４同士及びこれとロック室１０８との間の真空搬送ロボット１１１によるウエハを一方から受け取って搬出し他方に搬入して載置するまでの搬送の動作に要する時間をより短くすることができる。

本実施例では、大気搬送ロボット１１２のアーム先端部のウエハ支持部上に載せられたウエハは、ウエハ支持部のウエハ接触面に配置された吸着装置により、ウエハ支持部上に吸着保持され、アームの動作によりウエハが支持部上で位置のズレが生じることが抑制される。特に、ウエハ支持部の接触面上に複数配置された開口から周囲のガスを吸引することで圧力を低下させてウエハを接触面上に吸着する構成を備えている。

一方、真空搬送ロボット１１１がウエハを載せるアーム先端部のウエハ支持部には、吸引による吸着を実施しない代わりに、支持部上にウエハと接して位置ズレを抑制する凸部、突起やピンが配置されアームの動作によりウエハがズレることを抑制している。また、このような位置ズレを抑制するためにアームの動作の速度、あるいは速度の変化の割合（加速度）を抑制しており、結果として、同じ距離のウエハの搬送には真空搬送ロボット１１１の方が時間を要し、搬送の効率は真空側ブロック１０２の方が低くなっている。

以下、本実施例では、真空側ブロック１０２内での搬送時間が大気側ブロック１０１内でのものと比較して長い状態で、これらブロックを構成する真空搬送室、中間室や真空処理室を経由する搬送経路上を試料が搬送される搬送時間を低減して処理の効率を向上させる例を示す。また、各真空処理室内でウエハに対して行われる処理の時間は、これら搬送の時間と同程度以下であり、真空処理装置１００全体の単位時間でのウエハの処理の枚数には、搬送の時間がより大きな影響を、特に支配的な影響を与えている。

次に、このような真空処理装置１００における、ウエハに対する処理を行う動作を以下に説明する。

カセット台１１０の何れかの上に載せられたカセット内に収納された複数のウエハは、真空処理装置１００の動作を調節する、何らかの通信手段により前記真空処理装置１００に接続された図示しない制御装置から指令を受けて、または、真空処理装置１００が設置される製造ラインの制御装置等からの指令を受けて、その処理が開始される。制御装置からの指令を受けた大気搬送ロボット１１２は、カセット内の特定のウエハをカセットから取り出し、取り出したウエハをロック室１０８に搬送する。

ウエハが搬送されて格納されたロック室１０８では、搬送されたウエハを収納した状態でバルブ１２０が閉塞されて密封され所定の圧力まで減圧される。その後、ロック室１０８では第一の真空搬送室１０７に面した側のバルブ１２０が開放されて、ロック室１０８と第一の真空搬送室１０７とが連通される。

真空搬送ロボット１１１は、そのアームをロック室１０８内に伸張させて、ロック室１０８内のウエハをそのアーム先端部のウエハ支持部上に受け取り第一の真空搬送室１０７内に搬出する。さらに、真空搬送ロボット１１１は、そのアームに載せたウエハを、当該ウエハがカセットから取り出された際に制御装置によって予め指定された搬送の経路に沿って第一の真空搬送室１０７に接続された第一の真空処理室１０３または第四の真空処理室１０６または真空搬送中間室１１４の何れかに搬入する。例えば、真空搬送中間室１１４に搬送されたウエハは、その後、第二の真空搬送室１１３に備えられた真空搬送ロボット１１１により真空搬送中間室１１４から第二の真空搬送室１１３に搬出され、上記予め定められた搬送の経路の目的地である第二の真空処理室１０４あるいは第三の真空処理室１０５のいずれかの真空処理室内に搬入される。

本実施例では、バルブ１２０は排他的に開閉される。すなわち、真空搬送中間室１１４に搬送されたウエハは第一の真空搬送室１０７との間を開閉するバルブ１２０が閉じられて真空搬送中間室１１４が封止される。その後、真空搬送中間室１１４と第二の真空搬送室１１３との間を開閉するバルブ１２０を開けて、第二の真空搬送室１１３に備えられた真空搬送ロボット１１１を伸張させて、第二の真空搬送室１１３内にウエハを搬送する。真空搬送ロボット１１１は、そのアームに載せたウエハを、カセットから取り出された際に予め定められた第二の真空処理室１０４あるいは第三の真空処理室１０５の何れか一方に搬送する。

ウエハが第二の真空処理室１０４あるいは第三の真空処理室１０５のいずれか一方に搬送された後、ウエハが搬入された真空処理室と接続されている第二の真空搬送室１１３との間を開閉するバルブ１２０が閉じられて当該真空処理室が封止される。その後、当該処理室内に処理用のガスが導入されてこの真空処理室内が処理に適した圧力に調節される。当該真空処理室に電界または磁界を供給しこれにより処理用ガスを励起してこの処理室内にプラズマが形成されてウエハが処理される。

ウエハが搬入され処理される一方の真空処理室と、これが連結された第二の真空搬送室１１３との間を開閉するバルブ１２０は、図示しない制御装置からの指令を受けて、当該真空搬送室を含みこれが連結され連通されている空間を開放閉塞可能な、他のバルブ１２０が閉塞されている状態で開放される。例えば、図示しない制御装置は、一方の真空処理室とこれが連結された真空搬送室との間を区画するバルブ１２０の開放前に、当該真空処理室の他の３つの側壁に配置されたゲート（ウエハが内部を通って搬送される通路）を開閉するバルブ１２０を閉塞又は閉塞の確認の動作を指令して、これが確認された後に一方の真空処理室を密封しているバルブ１２０を開放する。

ウエハの処理が終了したことが検出されると、他方の真空処理室と第二の真空搬送室１１３との間のバルブ１２０が閉じられて両者の間が気密に封止されていることが確認された後、一方の真空処理室と接続された第二の真空搬送室１１３との間を開閉するバルブ１２０が開放され、真空搬送ロボット１１１は処理済のウエハをその内部に搬出し、当該ウエハが処理室内に搬入された場合と逆の搬送経路でロック室１０８へとウエハを搬送する。この際、第一の真空搬送室１０７及び第二の真空搬送室１１３との間を区画するバルブ１２０は、これらに連結された何れかの真空処理室との間がバルブ１２０によって気密に封止されていることが確認された場合には開放しておいても良い。

ロック室１０８にウエハが搬送されると、ロック室１０８と第一の真空搬送室１０７とを連通する通路を開閉するバルブ１２０が閉じられて第一の真空搬送室１０７が密封され、ロック室１０８内の圧力が大気圧まで上昇させられる。その後、筐体１０９の内側との間を区画するバルブ１２０が開放されて、ロック室１０８の内部と筐体１０９の内部とが連通され、大気搬送ロボット１１２は、ロック室１０８から元のカセットにウエハを搬送してカセット内の元の位置に戻す。

本実施例では、各真空処理室や第一、第二の真空搬送室１０７、１１３、真空搬送ロボット１１１、大気搬送ロボット１１２、ロック室１０８、ゲートバルブ１２０等の真空処理装置１００を構成する各部、各要素の動作やこれらの内部に配置されたセンサの動作は、その内部に演算器と記憶装置とを備えた制御部１５０により調節される。この制御部１５０は、上記の各部と通信手段により通信可能に接続され、通信手段を介してセンサからの出力を受信し、この受信した情報に基づいて指令信号を演算器により算出し通信手段を介して各部に発信しそれらの動作を調節する。通信手段と制御部１５０との間の連結は制御部１５０に配置された１つ以上のインタフェースにより行われる。

図２は、図１に示して説明した第一の真空搬送室１０７および第二の真空搬送室１１３の拡大図である。真空搬送ロボット１１１はウエハを搬送するための第一アーム２０１および第二アーム２０２を備えている。本実施例ではアームは２つであるが、３つあるいは４つの複数個でもよい。

各アームは、複数の（図上少なくとも３個の）梁上の腕部が各々の端部において関節によって相互に関節の軸周りに回転可能に連結され、各関節の回転の速度や角度（回転の量）を調節することにより、アームの伸張あるいは折り畳み（収縮）の動作を行い、複数の腕部の先端腕部の一端側に配置されたハンド部の上面に載せられて保持されたウエハを特定の方向に移動させることができる。また、複数の腕部のうちの最も根元側の腕部の一端は、第一の真空搬送室１０７または第二の真空搬送室１１３の中央部に上下方向（図上図面に垂直な方向）の回転軸周りに回転可能に連結されている。さらに、この回転軸の軸方向について上記根元に連結された腕部の高さを上下させることができ、結果としてこれらのアームの各々で先端部のハンドまたはこれに載せられたウエハの高さ位置を変えることができる。

さらに、真空搬送ロボット１１１は、第一及び第二のアームの各々を収縮させて先端部または載せられるウエハの中心に相当する位置を回転軸に最も近接させた状態で、上記の中央部の回転軸周りの回動を行うことにより、真空搬送室の容器の側壁に配置された４つのゲートに対してこれらを伸張／収縮させて先端部のハンドをウエハを載せた状態でゲート内を通過させるよう対向できる位置に移動させる。また、第一、第二のアームは、何れか一方の先端部に配置されたハンド部にウエハを載せた状態で他方のアームを伸縮可能に構成されている。

このような動作によれば、２つのアームの一方に処理前のウエハを保持したまま収縮し他方のアームにはウエハを保持していない状態で収縮させた状態で上記回転動作できる位置に配置させた状態から、他方のアームを伸張させてゲートを通して第一の真空処理室１０３、第二の真空処理室１０４、第三の真空処理室１０５、第四の真空処理室１０６または真空搬送中間室１１４の何れかの室内に進入させてこの室内に配置された処理後のウエハを受け取って収縮してウエハを室外に搬出する動作の後に、引き続いて一方のアームを伸張させて処理前のウエハを当該室内に搬入して受け渡す、入れ換えの動作を行うことができる。或いは、２つのアームの一方に処理後のウエハを載せて収縮させ他方のアームにはウエハを保持していない状態で上記回転動作できる位置で収縮した状態から、他方のアームを伸張させてゲートを通して真空搬送中間室１１４あるいはロック室１０８の室内に進入させてこの室内に配置された処理前のウエハをハンド上に受け取って室外に搬出する動作の後に、引き続いて一方のアームを伸張させて先端部のハンドに保持された処理後のウエハを当該室内に搬入して配置した後退出する、入れ換えの動作を行う。

本実施例では、真空処理装置１００の真空側ブロック１０２内に一枚もウエハが無い状態から大気搬送ロボット１１２による搬送の動作が開始される場合、或いはメンテナンスの開始時やロットの終了の際等真空側ブロック１０２内から全てのウエハを搬出する場合を除き、真空搬送ロボット１１１、大気搬送ロボット１１２によるウエハの搬送では、カセット、ロック室１０８、真空搬送中間室１１４及び各真空処理室との間で上記入れ換え動作が実施される。このような動作により、ウエハの搬送の動作に要する時間を短縮し、複数枚のウエハの処理に要する時間、或いは真空処理装置１００の動作の効率、スループットを向上させることができる。

当該真空搬送ロボット１１１は、第一、第二アームは回転方向、高さ方向の動作を同時且つ同方向に行い、アームの伸縮動作に関してのみ独立に動作することが可能な構成を備えている。また、アームの伸縮動作に関し、一方のアームが伸張した後、収縮動作を開始すると同時に、もう一方のアームが伸張動作を行うことが可能である。このような構成により、図２に示す真空搬送ロボット１１１が何れかのアームに未処理ウエハを保持している場合、何れかの搬送先に保持されている処理済のウエハと、真空搬送ロボット１１１が保持している未処理ウエハを、旋回動作不要で交換可能となり、ウエハの搬送の効率と能力とを高めることができる。

以下、図１のような装置構成をもつ真空処理装置において、ウエハの搬送・処理順序を制御することにより、装置の生産効率を向上させる運用方法について説明する。

本実施例において、カセット台１１０上に設置されたカセット内に保持されている全てのウエハは、処理される時間・条件が同一であることが望ましい。以下、カセット台１１０に設置されたカセット内のウエハの処理条件が同じである状態（以下、オルタネート処理とする）として説明する。

大気側ブロック１０１及び真空側ブロック１０２に処理・搬送されているウエハが、一枚もない状態として初期状態として説明を開始する。図１に示した通り本実施例の真空処理装置１００では、左から４つ目までの各カセット台１１０上に、内部に複数枚のウエハを保持したカセットが載置されている。全てのウエハは、事前にオルタネート処理されることが決定している。最右側のカセット台１１０にはカセットが載置されていない、あるいはウエハの処理と処理の間のクリーニングに使用される複数のダミーウエハが内部に保持されたカセットが載置されている。

これらのカセットの収納されているウエハは、カセットから搬出される際、図示しない制御装置により当該ウエハが処理される真空処理室が予め決定されており、その真空処理室へ向けて各真空搬送ロボットにより搬送されていく。

ここではまず、図示しない真空処理装置１００の制御部が、４つのカセットの何れか１つの内部に収納されたウエハの何れか一枚を、何れかの真空処理室に搬送するように指令を発信する。この際、当該指令の信号には、ウエハが搬送される目標のステーションである何れかの真空処理室の情報とともに当該処理室での処理の条件、ロック室１０８及び真空搬送中間室１１４の収納部の何れか、真空搬送ロボット１１１の２つのアームの何れか等ウエハが受け渡され搬送される経路の情報を含んでいる。また、このような指令は、真空処理装置１００に設置されたカセット内に収納されたウエハのうち構成（膜の構造、種類、処理の条件等）が同一の複数ウエハの特定のまとまり（以下、ロット）の処理が開始されていない状態で発信される。

特に、指令の信号として発信される搬送の動作の設定は、カセットが載置されて大気搬送ロボット１１２による搬送の動作が開始されるまでの間に当該ロットに属する全てのウエハについて搬送経路と処理条件の情報が制御部において設定され図示しない記憶装置内に記憶されていることが望ましい。本実施例では、当該ロットに属するカセット台１１０に載置された複数のカセットの何れか１つから大気搬送ロボット１１２により搬出された一枚目のウエハ１は第一の真空処理室１０３で処理を施されるべく何れかのロック室１０８を通り第一の真空搬送室１０７へと搬送されるよう指令が発信される。

ウエハ１が搬送されている間に、大気搬送ロボット１１２は図示しない制御部からの指令信号に基づいて、次に処理されるウエハ２をいずれかのカセットから取り出し、いずれかのロック室１０８へと搬送する。このウエハ２は、前記同様図示しない制御部により搬送の目標である真空処理室のいずれか及び搬送の経路が予め設定されており、本実施例では第二の真空処理室１０４に搬送されるように指令される。

ウエハ１が第一の真空処理室１０３室内へ搬入され、第一の真空処理室１０３と第一の真空搬送室１０７との間に配置されたバルブ１２０が閉状態となり、第一の真空搬送室１０７に連通する４つのゲートを開閉するバルブ１２０の全て及びウエハ２が収納されたいずれかのロック室１０８の大気側のゲートを開閉するバルブ１２０が気密に閉塞されていることが図示しないセンサにより検出された後、制御部からの指令信号に基づいて当該何れかのロック室１０８の真空側の端部（図上上方の端部）のゲートを開閉するバルブ１２０が開放され真空搬送ロボット１１１が２つのアームのうち一方を当該ロック室１０８内からウエハ２を受け取って室外に搬出する。この際、他方のアームに処理後のウエハが保持されている場合には、他方のアームが伸張されてウエハを保持したハンド部が当該ロック室１０８内に進入処理後のウエハを内部のステージ上の突起部上に受け渡す。

開放されていたバルブ１２０が閉塞された後、真空搬送中間室１１４を開閉する第一の真空搬送室内のバルブ１２０を開放し、一方のアームを伸張させて処理前のウエハが真空搬送中間室１１４内の何れかの収納部の上方の段のスロットに載せられる。この際、真空搬送中間室１１４と第二の真空搬送室１１３との間を開閉するバルブ１２０を閉塞して真空搬送室同士の連通を遮断するようにしても良い。

この後、真空搬送中間室１１４の第一の真空搬送室１０７側のバルブ１２０が閉塞された後、ウエハ１と同様に真空搬送ロボット１１１により第二の真空処理室１０４にウエハ２が搬送される。この際の第二の真空搬送室１１３、真空搬送中間室１１４及び第二の真空処理室１０４、第三の真空処理室１０５との間の連通を開閉するバルブ１２０の開閉は、これらの室以外の真空側ブロック１０２への連通を生じないように排他的に行われる。

何れかのカセット内に収納された次に処理される同一ロットに属したウエハ３及びウエハ４も、大気搬送ロボット１１２によるカセットから搬出するための動作の開始前に、各々第三の真空処理室１０５、第四の真空処理室１０６へと搬送され処理されることが制御部により設定され指令信号が発信され動作が開始される。

ロット内で次に処理されるウエハ５は、搬送先に搬送するためにカセットから搬出されるに際して、ウエハ１乃至４の何れもが同一構成の膜構造について同一の条件で処理が施される場合、第一の真空処理室１０３でのウエハ１の処理が最も先に終了して搬送可能となることになる。図示しない制御部は、ウエハ５の搬送の開始前にウエハ５の搬送先である目標の真空処理室を第一の真空処理室１０３に設定し、搬送の指令信号を発信する。

すなわち、第一の真空処理室１０３では、ウエハ１の処理が終了後、ウエハ５は第一の真空搬送室１０７内に配置された真空搬送ロボット１１１の入れ換え動作によってウエハ１と入れ換えで第一の真空処理室１０３へと搬入され処理される。一方、第一の真空処理室１０３が異常や動作不良等の何らかの原因により、予め想定された時刻に処理が終了しないか処理前のウエハ５を搬入可能な状態とならなかった場合、第二の真空処理室１０４が搬送可能になるまで、第一の真空処理室１０３でのウエハ１の処理の終了をウエハ５の搬送を待機する。

当該待機は、ウエハ５を何れかのカセットから取り出してロック室１０８の何れか一方の内部に搬送した状態でこのロック室１０８内にウエハ５を収納して実施しても良く、当該ロック室１０８から真空搬送ロボット１１１によって取り出して一方のアーム上に保持した状態で行っても良い。待機を継続する期限は、第二の真空処理室１０４でのウエハ２の処理が終了して処理後のウエハ２を搬出可能な状態となる時刻と第二の真空搬送室１１３内の真空搬送ロボット１１１によりウエハ２が保持されて第二の真空処理室１０４内への搬入（入れ換え動作）が可能となる時刻との間に時間差が０または最小となる時刻となる。

上記した本実施例の真空処理装置１００は、複数のカセット台１１０上に載置された４個のカセットのいずれかからウエハを一枚ずつ搬出する場合の動作を行う例を示した。また、４個のうちのいずれかにウエハを搬出するカセットを限定し、当該カセット内の処理前のウエハが無くなった場合に別のカセット内のウエハを再度一枚ずつ搬送するという、複数のカセット毎に順次処理を行う動作を行っても同等の動作となる。

さらに、ウエハ１またはウエハ２の搬送の動作を開始前に、４個のカセット各々とこれら各々に収納されたウエハの処理を行う第一の真空処理室１０３、第二の真空処理室１０４、第三の真空処理室１０５、第四の真空処理室１０６のいずれか１つとを対応付け（割り当て）して、４個のカセット各々からウエハ一枚ずつを対応付けられた真空処理室の何れかに搬送して処理を行うように設定しても良い。この場合には、上記のように何れかの真空処理室が予め想定された時間に処理前のウエハを搬入可能とならなかった場合に搬送先の目標を別の真空処理室に変更して変更した真空処理室に搬送して当該処理前のウエハに処理を施すことは行わない。

上記の本実施例の真空処理装置１００が行う搬送の動作は、図３に示す動作の流れに沿って行われる。本実施例の真空処理装置１００では第一の真空搬送室１０７、第二の真空搬送室１１３各々に２つずつ真空処理室が連結されているが、搬送の動作は本実施例の上記構成にのみ限られるものではなく、３個以上の真空搬送室が各々真空搬送中間室によって連結されるとともに各々が１個以上の真空処理室が連結された構成においても同様に搬送の動作を行うことができる。

なお、図３は、図１に示す実施例に係る真空処理装置の動作の流れを示すフローチャートである。特に、複数のカセット台１１０上の各々に載せられた複数のカセット内に収納された処理前のウエハ複数の各々についてこれを処理する真空処理室とその順序または当該真空処理室までの搬送の経路を設定する動作の流れを示している。本図の流れによって設定された搬送順または搬送の経路に沿って上記複数のカセット内に収納された複数枚のウエハが設定された搬送先である真空処理室に搬送されて処理された後、元のカセットの元の位置に戻される。

なお、本図に示す動作は、図１に示す真空処理装置１００のウエハの処理に関わる運転の動作が図示しない上記制御部からの指令信号に沿って正常に行われ、任意のロットに属する複数枚のウエハの処理を所期の時間で行っている状態（以下、定常状態とする）にある場合に実施されることを前提としている。

本図において、真空処理装置１００の各部の動作を調節する図示しない制御部は、真空処理装置１００の運転の動作を開始する際、カセットと真空処理室とを対応付け、すなわちカセットに割り当てる運転か、割り当てを固定しない運転かを、より上位の制御ユニット（例えば、真空処理装置１００が設置される建屋内の複数のウエハ処理装置の全体的な動作を調整、指令する上位のホストコンピュータ等）からの指令や使用者からの指定を含めて予め情報を入手して判定する（ステップ３００１）。１つのカセットと１つの真空処理室とを対応付ける（割り当て）運転の場合はステップ３００２に、割り当てない運転の場合にはステップ３００３に移行する。

運転がカセット−処理室割り当て運転の場合、ステップ３００２において各カセットと複数の真空処理室とを対応付ける。本実施例では、４個のカセット台１１０の各々と４個の真空処理室の各々とが対応付けられ割り当てられるが、これは、真空処理装置１００が設置された建屋内で搬送され各カセット台１１０上に載置される各カセットと各真空処理室とが対応付けられることであり、複数台のカセットが各々カセット台１１０上に載せられた状態で１個のカセットと１つの真空処理室とを対応付けることと技術的に同じ構成である。

次に、ステップ３００３において制御部は、カセット台１１０上に載せられた各カセット内に処理前のウエハがあるか否かを検出する。カセット内に未処理ウエハが一枚もない場合には、これらのカセット内のウエハは処理済であって未処理のウエハが収納されたカセットが、真空処理装置１００に搬送され処理済のウエハを収納したカセットと交換されてカセット内からウエハを搬出可能になるまで待機する。

次に、制御部がカセット台１１０上のカセットに未処理のウエハが収納されていることが検出されると、当該未処理のウエハの上記搬送の設定の有無を検出する（ステップ３００４）。カセットに収納されている全ての処理前のウエハが、その搬送の設定がされている場合には、制御部やホストコンピュータ等の上位の制御装置が設定した、あるいは使用者からの指令に基づいた時刻からウエハを搬送して処理の運転を開始する。

上記ステップ３００４において、搬送の設定が未定の処理前のウエハがあることが検出されると、制御部はこのウエハの収納されたカセットに対応付けられた（割り当てられた）真空処理室への搬送の設定とこの真空処理室での処理の条件の設定とを指令する（ステップ３００５）。この指令には、当該ウエハについての搬送先である真空処理室とこの真空処理室での当該ウエハの処理の条件が含まれている。

一方、上記設定がされていない未処理ウエハがないことが検出された場合、制御部からの指令に応じて、未処理ウエハの処理が開始される。上記処理条件あるいは搬送の条件が設定された少なくとも１枚のウエハは、制御部が設定した時刻から搬送が開始されて処理が行われる。

本実施例では、まず筺体１０９に最も近い、すなわち真空処理装置１００の最も前方に配置されロック室１０８に連結された第一の真空搬送室１０７に接続されている第一の真空処理室１０３または第四の真空処理室１０６のいずれか１つに割り当てられたカセット内のウエハの搬送を開始するように、制御部が上記ウエハの搬送条件を設定する。この搬送の条件には、当該未処理ウエハが他の未処理ウエハに対する搬送の順序、実際に搬送が開始され或いは経路上を通過、滞留する時刻、搬送の経路（真空処理室、真空搬送室、真空搬送中間室、ロック室等）を含む搬送のスケジュールが含まれる。

一方、第一の真空搬送室１０７に連結された２つの真空処理室に割り当てられたカセット内の設定済の未処理ウエハがない場合、あるいはこの未処理ウエハが真空側ブロック１０２のロック室１０８内で第一の真空搬送室１０７内に搬出可能になる時刻でこれらの真空処理室は内部に配置されたウエハを搬出可能にならないことが検出された場合、制御部は、第一の真空搬送室１０７の奥側に連結されて配置された真空搬送室に連結された真空処理室のいずれか１つに割り当てられたカセット内のウエハの搬送を開始するように当該ウエハの搬送のスケジュールを設定する。

このように、本実施例の真空処理装置１００は、最も手前側の真空搬送室から最も奥側の真空搬送室に隣接した（最も奥側の１つ手前側の）真空搬送室に向けてこれらの各々に連結された真空処理室のいずれか１つに割り当てられたカセット内の未処理のウエハが順次搬送（順送）されるように、これらウエハの搬送の条件を設定する。このような順送は、上記最も奥の１つ手前の真空処理室に連結した真空処理室への上記順送が終っているかを検出し（ステップ３００６）た後に上記順序に沿って開始される（ステップ３００７）。本実施例では、順送の搬送において第一の真空搬送室１０７に連結された第一の真空処理室１０３にウエハが搬送されるように第一の真空処理室１０３に割り当てられたカセット内の未処理ウエハの搬送のスケジュールが設定される。

次に、制御部は最も奥の真空搬送室に連結された全ての真空処理室に未処理のウエハを搬送するように当該未処理ウエハの搬送のスケジュールを設定する。すなわち、最も奥の真空搬送室に連結された各真空処理室に割り当てられた各々のカセット内の未処理ウエハの搬送のスケジュールを設定する（ステップ３００８）。本実施例では、第二の真空搬送室１１３に連結された第二の真空処理室１０４及び第三の真空処理室１０５にこの真空搬送室に対応付けられた（割り当てられた）カセットに収納されたウエハを搬送するよう当該ウエハについて搬送のスケジュールを設定する。

次に、最も奥の真空搬送室の１つ手前側の真空搬送室に連結された真空処理室のうち、上記順送の搬送の際に未処理ウエハが搬送されなかった真空処理室にウエハが搬送されるように当該真空処理室に割り当てられたカセット内の未処理ウエハの搬送のスケジュールが設定される。本実施例では、第二の真空処理室１０４及び第三の真空処理室１０５にこれらの各々に割り当てられた２つのカセット各々の内部に収納された未処理ウエハ１枚ずつが搬送されるように当該ウエハの搬送のスケジュールが設定される。

この後は、最も奥の真空搬送室の１つ手前側の真空搬送室のさらに１つ手前の（隣接した）真空搬送室に連結されている真空処理室に向けて当該真空処理室に割り当てられたかセット内の未処理ウエハを搬送するように当該ウエハの搬送が設定され、真空処理装置１００の最も前方側に配置された第一の真空搬送室１０７まで各々の真空搬送室に連結された真空処理室のうちステップ３００７の順送の搬送においてウエハが搬送されなかった真空処理室に未処理ウエハが搬送（逆送）されるように、当該真空処理室に割り当てられカセット内の未処理ウエハの搬送のスケジュールが設定される（ステップ３０１０）。本実施例では、第一の真空搬送室１０７に連結された第四の真空処理室１０６にこれに割り当てられたカセット内の未処理ウエハが搬送されるように当該ウエハの搬送のスケジュールが設定される。

上記の割り当て運転では、その定常状態において、最も奥の真空搬送室の１つ手前側の真空搬送室に連結された真空処理室までの順送が終了後に、最も奥の真空搬送室に接続された真空処理室の全てにウエハが搬入されるまで、手前の真空搬送室に接続された真空処理室にはウエハが搬入されることはない。すなわち、上記の運転では、各カセットに収納された未処理ウエハに設定された搬送のスケジュールに沿って真空処理装置１００の動作が実施されると、ウエハの処理される枚数が真空処理装置１００を構成する真空搬送室の数よりも多く且つ奥の真空搬送室に接続された真空処理室の全てにウエハが搬送され、これ以上の搬送が不可能な場合、手前側の真空搬送室に接続され且つまだウエハが搬送されていない真空処理室へとウエハを搬送して処理が開始されるように、ウエハの搬送の条件が設定されて実行される。

一方、ステップ３００１において、真空処理装置１００の運転として、カセットと真空処理室とを対応付けない非割り当て運転が設定された場合には、割り当て運転と同様に、ステップ３００３において、カセット台１１０に載せられたカセット内に収納された処理前のウエハのうちで搬送の情報が設定されていないウエハがあるかが検出される。このようなウエハがあることが検出されない場合には、カセット内のウエハが全て処理済であるか、全て搬送の条件が設定済のものである場合であるので、搬送のスケジュールが設定されていない未処理ウエハが収納されたカセットが真空処理装置１００まで搬送されて処理済のウエハを収納したカセットと交換されて未処理ウエハを収納したカセットからウエハの搬出が可能になるまで待機する。

本実施例では、その後にステップ３００６に移行して、上記ステップ３００７の順送の搬送の設定を行う。すなわち、ロック室１０８に連結された最も前方側の真空搬送室（第一の真空搬送室１０７）から最も奥の真空搬送室の１つ前方側に隣接した真空搬送室まで、各真空搬送室に連結されている何れか１つの真空処理室にカセット台１１０上に載せられたいずれかのカセット内の未処理ウエハが一枚ずつ搬送されるように、当該ウエハの搬送のスケジュールが設定される。さらに、ステップ３００８に移行して最も奥の真空搬送室に連結された全ての真空処理室に未処理のウエハが搬送されるように当該ウエハの搬送のスケジュールが設定される。

本実施例では、第二の真空搬送室に連結された第二の真空処理室１０４及び第三の真空搬送室１０５の各々に未処理ウエハが順次搬送されるように２枚の未処理ウエハの搬送のスケジュールが設定される。本実施例の真空処理装置１００では、ステップ３０１０の逆送の搬送を行うか否かが判定される。非割り当て運転がされ逆送の運転を行わない場合には、ステップ３０１１に移行する。

この後、最も奥の真空搬送室に連結された真空処理室でのウエハの処理が優先して実施されるように、搬送のスケジュールが設定される。ステップ３０１１では、最も奥の真空搬送室に連結された真空処理室への未処理のウエハの搬送が設定された後に最も早くに未処理ウエハを搬入可能になると想定される真空処理室が最も奥の真空搬送室に連結されたものである場合には、当該真空処理室に未処理ウエハを搬送するように、制御部が当該未処理ウエハの搬送のスケジュールを設定する。

つまり、本実施例の図示しない制御部は、その搬送のスケジュールを最も奥の真空処理室に連結された真空処理室に搬送するものに設定した任意の未処理ウエハの次に搬送される順である未処理のウエハについて、搬送の条件に沿って算出した特定の時点から最も早期にウエハが搬入可能となる最も奥の真空処理室に未処理ウエハを搬送するように真空搬送ロボット１１１等真空処理装置１００の各部の動作を設定する。

本実施例では、制御部が上記次に搬送される順である未処理ウエハがカセットから取り出されて搬送され、最も奥の真空搬送室の前方側で隣接する真空搬送室の内側にウエハを搬入可能になる時点までで、最も早期にウエハの搬入が可能になる真空処理室を検出し（ステップ３０１１）、これが最も奥の真空搬送室に連結された何れか１つである場合は、当該真空処理室に前記未処理ウエハを搬送するように搬送のスケジュールを設定する（ステップ３０１２）。

具体的には、本実施例のロック室１０８の真空側のバルブ１２０を開放して内部に収納されて減圧された未処理のウエハが第一の真空搬送室１０７内部に未処理ウエハ搬入可能となる時点で、第二の真空搬送室１１３に連結された第二の真空処理室１０４、第三の真空処理室１０５の何れか１つが第一の真空処理室１０３または第四の真空処理室１０６の何れか１つより早期にウエハを搬入可能となるとが検出された場合には早期に搬入可能となる真空処理室に搬入するために未処理ウエハは真空搬送ロボット１１１により真空搬送中間室１１４内部に搬送される。

もし、最も奥の真空搬送室に連結された真空処理室以外の真空処理室が最も早期にウエハの搬入可能となると判定された場合には、最も奥の真空搬送室の前方側に連結された１つ以上の真空搬送室に連結された真空処理室のうち最も早期にウエハを搬送可能となる真空処理室を検出しこれに前記未処理ウエハを搬送するように当該ウエハの搬送のスケジュールを設定する。つまり、ステップ３０１３において、制御部は、上記次に搬送される順である未処理ウエハがカセットから取り出されて搬送され、最も奥の真空搬送室の前方で隣接する真空搬送室のさらに１つ前側で隣接する真空搬送室内側にウエハを搬入可能になる時点までで、最も早期にウエハの搬入が可能になる真空処理室を検出する。この真空処理室が最も奥の真空搬送室の前側で隣接する真空搬送室に連結された真空処理室に連結された真空処理室である場合には当該真空処理室に、そうでない場合には隣接する（さらに１つ前側の）真空搬送室を含んでこれより前方側の真空搬送室に連結された真空処理室のうちで最も早期にウエハを搬入可能となる真空処理室に搬入されるように当該未処理ウエハの搬送のスケジュールを設定する（ステップ３０１４）。

具体的には、ロック室１０８の真空側のバルブ１２０を開放して内部に収納されて減圧された未処理のウエハが第一の真空搬送室１０７内部に未処理ウエハ搬入可能となる時点で、第一の真空処理室１０３または第四の真空処理室１０６の何れか１つの方が第二の真空搬送室１１３に連結された第二の真空処理室１０４、第三の真空処理室１０５の何れか１つより早期に未処理ウエハを搬送できることが検出されると、第一の真空搬送室１０７内の真空搬送ロボット１１１によりロック室１０８内から当該真空搬送室に未処理ウエハが搬送される。

３つ以上の真空搬送室を備えた真空処理装置の場合には、上記最奥の真空搬送室の１つ前側の真空搬送室に連結された真空処理室よりも早期に未処理ウエハを搬入可能になる真空処理室が前方側に存在する場合がある。この場合は、制御部は、上記した搬送のスケジュールの設定の流れを、より前方側に配置された真空搬送室及びこれに連結された真空処理室について行い、次の未処理ウエハの搬送のスケジュールを設定する。

このように非割り当て運転を行う本実施例に係る真空処理装置１００は、制御部がロットに含まれるウエハのうちで、真空処理装置１００のより奥側に連結されて配置された真空処理室において処理されたウエハの枚数がより大きくなるように、未処理ウエハの搬送を設定して、真空処理装置を動作させる。つまり、未処理ウエハの処理の開始前で、より奥側の真空搬送室に連結された真空処理室のうちより早期に処理が終了する真空処理室に未処理ウエハを搬送するように設定する。

より具体的には、真空処理装置１００は制御部からの指令に基づいて、任意の未処理ウエハについて、最も奥側から最も前側に向かって各々真空搬送室とその前方で隣接した真空搬送室の２つを対象として、これらのうちの前方の真空搬送室内へ未処理ウエハが搬入可能となる時点で当該２つの真空搬送室に連結された真空処理室のうち最も早期にウエハ搬入可能となるものを検出し、これが後方の真空搬送室に連結された真空処理室である場合にはこの真空処理室に当該未処理ウエハが搬送されて処理されるように当該ウエハの搬送のスケジュールが処理部によって設定される。もし、前方の真空搬送室に連結された真空処理室の方が早期に搬入可能となる場合には、この前方の真空搬送室とさらに１つ前方の真空搬送室を対象として、上記した早期に搬入可能となる真空処理室の検出を繰り返す。

真空処理装置１００では、このような搬送の設定に沿ってウエハの搬送と処理とが行われることで、カセットからの取り出しから処理を受けた後に元のカセットまで戻されるまでのウエハの処理をカセット内に収納された複数枚のウエハのまとまり（ロット）だけ連続的に行う場合、そのロットでの処理に要する時間が短縮され、結果として単位時間辺りの処理枚数（スループット）が向上する。また、割り当て運転を行う場合には、複数のカセット毎にこの内部に収納されたウエハと複数の真空処理室の各々が対応付けられており、カセット毎の処理の特性や経歴を容易に把握できるとともに、各処理室での処理の特性はカセット毎に同じか近似したものとすることで、この真空処理装置１００によって行われた各ロットでの処理の後で行われる処理をロット毎に調節でき、この結果歩留まりや処理の再現性が向上する。また、任意のウエハについて異常が検出された場合にも、ウエハとロット及び真空処理室との対応付けが明確であるので、異常の発生したウエハから特定のロット全体の異常が予測でき、また容易に原因の検出が行える。

なお、割り当て運転の場合にも、ステップ３００８の順送の動作が終了した後に、ステップ３０１０の逆送の搬送に替えて、ステップ３０１１に移行して、奥側の真空処理室への搬送を優先する運転を行うようにしても良い。また、上記の運転を行う真空処理装置１００では、ウエハの搬送経路に配置され少なくとも一時的に保持され滞留するステーションである大気搬送ロボット１１２、ロック室１０８、第一の真空搬送室１０７内の真空搬送ロボット１１１、真空搬送中間室１１４、第二の真空搬送室１１３内の真空搬送ロボット１１１は、経路上で上流側のステーションから搬送されてくるウエハを、できるだけ短時間で経路の交流側に搬送する動作、所謂先入れ先だしの動作を行うように制御部により動作が調節される。

制御部は、カセットが搬送されてカセット台１１０に載せられた後、直ちに当該カセット内に収納された未処理のウエハの搬送の設定を行う。特に、制御部はその内部に配置されたＲＡＭ等の記憶装置内に記憶されたソフトウエアを用いて演算器によりウエハの搬送の動作に係る時間を当該ウエハの搬送の開始前に算出する。

この際、各ウエハの搬送における真空搬送ロボット１１１の動作の開始、終了の時刻、バルブ１２０開閉の動作開始、終了の時刻等搬送に係る動作の時間は、搬送の経路や順序の設定によって異なるものとなるため、これら搬送の経路、順序等を含む搬送の条件を異ならせた複数のスケジュールについて、上記算出を行って、当該ウエハがカセットから取り出されて戻るまでの時間、ひいては複数枚のウエハのまとまりであるロットの最初のウエハが取り出されて最後の一枚が戻るまでの時間が最小になる搬送の条件を選択してこれを設定する。

以上のような制御を実施することにより、真空搬送室内に配置された各真空搬送ロボットの搬送負荷を分散し、装置全体の生産効率向上を行うことが可能となる。

次に、ある程度処理が進んだ後、いずれかの真空処理室において異常状態が検出され、当該真空処理室における処理が停止した状態について、図４及び図５を用いて説明する。

図４では、図１に示す実施例に係る真空処理装置において特定の真空処理室に異常が生じた状態を模式的に示す上面図である。図１に示す実施例と同様オルタネート処理によりウエハが処理されている。図４に示す真空処理装置１００は、図１と同様に、２つずつの真空処理室が前後方向に並列に配置され相互に連結された２つの真空搬送室が前方から見て左右（図上左右）方向に連結された構成を有している。

本例では、割り当て運転において複数枚のウエハの処理が終了した時点で、第一の真空処理室１０３が、何らかの異常により停止している状態を第一の真空処理室１０３をハッチングして明示したものである。第一の真空処理室１０３での異常が発生した際に、図示しない制御部は、搬送途中にあるウエハは一旦元のカセット内の元の収納位置へ戻し、新たに未処理ウエハの処理のための搬送の開始を行わないよう各部に指令を発信して動作を調節する。さらに、第二の真空処理室１０４、第三の真空処理室１０５、第四の真空処理室１０６のいずれかで処理中であったウエハは、その処理が終了後に、上記と同様元のカセットの元の位置に戻される。

さらに、異常が生じた第一の真空処理室１０３内のウエハも可能であれば当該処理室から搬出して元のカセットの元の位置に戻す動作を行うように、制御部が動作を調節する。第一の真空処理室１０３内のウエハの搬出と戻しが困難であると判断された場合には、第一の真空処理室１０３と第一の真空搬送室１０７との間を連通するゲートを開閉するバルブ１２０を気密に閉塞して、第一の真空処理室１０３内を気密に区画する。

この状態で、搬送途中のウエハ及び処理中のウエハがカセット内に戻された後は、３つの真空処理室にはウエハが一枚も搬入されておらず、第一の真空処理室１０３が停止した状態であるが、他の真空処理室はウエハの処理を開始する準備が整っている。その後、真空側ブロック１０２の他の区画及び大気側ブロック１０１を用いて運転を再開してカセット内のウエハの処理を続行するとともに、必要に応じて第一の真空処理室１０３内の保守、点検作業を行わせる。

上記の状態から、制御部により指定されたカセット内の未処理ウエハのうち最初に搬送されるウエハは、順送の搬送の動作において第四の真空処理室１０６へと搬送されるように、搬送のスケジュールが再度設定される。これに続いてカセットから取り出される未処理のウエハは、ステップ３００８の動作に沿って第二の真空搬送室１１３に接続されたいずれかの真空処理室に向けて搬送されるように搬送の条件が設定される。

さらに、図５では、図１に示す実施例に係る真空処理装置において特定の真空処理室に異常が生じた状態を模式的に示す上面図である。本図では、図１と同様オルタネート処理によりウエハが処理されている。本図は、図１と同様４つの真空処理室が接続された装置構成であるが、複数枚のウエハの処理が終了し、且つ４つの真空処理室にはウエハが一枚も搬入されておらず、第三の真空処理室１０５が、何らかの要因により停止している状態である。この状態において３枚のウエハが搬送される場合、図示しない制御部は、上記の運転の動作の流れに基づき、まず第一の真空処理室１０３へと１枚目のウエハを搬送するよう制御する。第一の真空処理室１０３へとウエハが搬入された後、二枚目のウエハは、第二の真空処理室１０４へと搬送されるよう制御される。そして、三枚目のウエハは第三の真空処理室１０５ではなく、第四の真空処理室１０６へと搬送される。

上記の構成によって、真空処理装置１００において、真空処理室に異常が生じた場合においても基本的にはウエハ搬送の制御方法は変わらず、異常が検出された真空処理室は停止して、真空側ブロック１０２の他の容器とは気密に区画するとともに、運転を再開するに際して最初の未処理ウエハは次に搬送すべき真空処理室へとウエハを搬送するよう調節される。また、上記の実施例のように筺体１０９に近い、手前側に配置された第一の真空搬送室から奥の真空搬送室に向けて、各真空搬送室に接続された異常状態の真空処理室を除く、定常状態の真空処理室のいずれか１つずつに順にウエハを搬送し、処理を開始するよう制御することで、真空搬送室内に配置された各真空搬送ロボットの搬送負荷を分散し、装置全体の生産効率向上を行うことが可能となる。

上記説明した実施の例によれば、設置面積あたりの生産性が高い半導体製造装置を提供することができる。

１０１ 大気側ブロック
１０２ 真空側ブロック
１０３ 第一の真空処理室
１０４ 第二の真空処理室
１０５ 第三の真空処理室
１０６ 第四の真空処理室
１０７ 第一の真空搬送室
１０８ ロック室
１０９ 筐体
１１０ カセット台
１１１ 真空搬送ロボット
１１２ 大気搬送ロボット
１１３ 第二の真空搬送室
１１４ 真空搬送中間室
１２０ バルブ
２０１ 第一アーム
２０２ 第二アーム

Claims (6)

1. 大気搬送室の背面側に配置され相互に連結され減圧された内部にウエハを搬送する真空搬送ロボットが配置された複数の真空搬送室と、これらの真空搬送室の各々に少なくとも１つずつ連結された複数の真空処理室とを備え、前記大気搬送室の前面側に配置されるカセット内の複数のウエハをこのカセットから取り出して順次前記複数の真空処理室へ前記真空搬送ロボットにより搬送して処理を行った後前記カセットに戻す真空処理装置であって、
   前記複数枚のウエハの搬送の動作を設定しこの動作を調節する制御部を有し、この制御部は、任意の前記ウエハが前記複数の真空搬送室のうち最も奥側に配置された真空搬送室に連結された前記真空処理室の全てに搬送されるように調節した後、次のウエハの搬送を、前記任意のウエハが前記最も奥側の真空搬送室に連結された前記真空処理室から搬出可能になる前に当該次のウエハを搬入可能な前記真空処理室であって最も後方に配置された真空処理室に搬送されるように調節する真空処理装置。
2. 請求項１に記載の真空処理装置であって、
   前記制御部は、前記次のウエハの搬送を、前記最も奥の前記真空搬送室より前方に配置された前記真空搬送室に連結された前記複数の真空処理室のうちで前記最も後方の真空搬送室に連結された真空処理室に搬送されるように調節する真空処理装置。
3. 請求項１または２に記載の真空処理装置であって、
   隣り合った前記複数の真空搬送室同士の間でこれらを連結して配置され前記真空搬送室と連通された内部に複数の前記ウエハを収納可能な中間室と、前記複数の真空搬送室のうち最も前方に配置された真空搬送室と前記大気搬送室との間でこれらを連結して配置された少なくとも１つのロック室とを備え、
   前記真空搬送ロボットによる前記ウエハの搬送は、前記真空処理室と前記中間室または前記ロック室との間での搬送に要する時間は前記中間室または前記ロック室の間での搬送に要する時間より長い真空処理装置。
4. 請求項１または２に記載の真空処理装置であって、
   隣り合った前記複数の真空搬送室同士の間でこれらを連結して配置され前記真空搬送室と連通された内部に複数の前記ウエハを収納可能な中間室と、前記複数の真空搬送室のうち最も前方に配置された真空搬送室と前記大気搬送室との間でこれらを連結して配置され内部に前記ウエハを収納可能な少なくとも１つのロック室とを備え、
   前記複数の真空処理室各々は、その内部に前記ウエハがその上面に載せられて保持される試料台であって、内部に配置され上下に移動し前記上面より先端を上方に移動させた状態で前記ウエハをこの先端に載せて保持する複数のピン及び前記上面を構成してその上に前記ウエハが載せられた状態で形成された静電気力により前記ウエハが吸着して保持される誘電体製の膜を有した試料台を備え、
   前記中間室及び前記ロック室内に前記ウエハが載せられて保持される固定された保持部とを備えた真空処理装置。
5. 請求項１乃至４の何れかに記載の真空処理装置であって、
   前記複数の真空搬送室のうち最も前方側の真空搬送室から後方の真空搬送室の各々に連結された前記真空処理室の１つずつに前記ウエハを一枚ずつ搬送し、前記最も奥の真空搬送室に連結された全ての前記真空処理室に前記ウエハを搬送した後に、前記次のウエハの搬送を、前記最も奥側の真空搬送室に連結された前記真空処理室に搬送された前記ウエハが当該真空処理室から搬出可能になる前に当該次のウエハを搬入可能な前記真空処理室であって最も後方に配置された真空処理室に搬送されるように調節する真空処理装置。
   
6. 大気搬送室の背面側に配置され相互に連結され減圧された内部にウエハを搬送する真空搬送ロボットが配置された複数の真空搬送室と、これらの真空搬送室の各々に少なくとも１つずつ連結された複数の真空処理室とを備え、前記大気搬送室の前面側に配置される複数のカセット台上に載せられる複数のカセット内の複数のウエハを当該カセットから取り出して順次前記複数の真空処理室のうちこのカセットに対応付けられた真空処理室へ前記真空搬送ロボットにより搬送して処理を行った後前記カセットに戻す真空処理装置であって、
   前記複数枚のウエハの搬送の動作を設定しこの動作を調節する制御部を有し、この制御部は、前記複数のカセット各々から順次１枚ずつウエハを取り出して前記複数の真空搬送室のうち最も前方側の真空搬送室から前記最も奥の真空搬送室の各々に連結された前記真空処理室の１つずつに前記ウエハを一枚ずつ搬送し、前記最も奥の真空搬送室に連結された全ての前記真空処理室に前記ウエハを搬送した後に、前記最も前方の真空搬送室までの各々の真空搬送室に連結された真空処理室うちの１つずつに前記ウエハを搬送するように調節する真空処理装置。