JP2018174210A - 処理システム - Google Patents

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Abstract

【課題】複数枚の被処理体に対して一括して所定の処理を行うマルチリアクタ式の真空処理室を複数備え、高スループットで被処理体に対して処理を行うことが可能な小型の処理システムの提供。【解決手段】処理システム１は、マルチリアクタ式の真空処理室１０１〜１０４が所定の方向に沿って設けられ、搬送ユニット３が、それぞれ上記所定の方向に沿って設けられ、それぞれ上記所定の方向に沿ってウェハＷを搬送する第１及び第２の共通搬送装置３０、３１を有し、第１の共通搬送装置３０は、上記所定の方向と直交する方向の一方から、真空処理室１０１〜１０４それぞれに接続され、第２の共通搬送装置３１は、上記所定の方向と直交する方向の他方から、真空処理室１０１〜１０４それぞれに接続されている。【選択図】図１

Description

本発明は、半導体基板等の被処理体に対して真空処理室内で所定の処理を行う処理システムに関する。
半導体デバイスや液晶パネルなどの製造プロセスにおいては、半導体基板や液晶用基板（以下、半導体基板や液晶用基板を単に「ウェハ」という）といった被処理体に対する成膜処理、エッチング処理、酸化処理等の各種処理が、個別の真空処理室内で行われる。上記処理は１つのウェハに対して必要に応じて多数行われるので、スループットの向上等を目的として、それぞれ同一又は異なる複数の処理が行われる真空処理室を、共通の真空搬送装置を介して相互に接続することで、ウェハを大気に晒すことなく各種処理を連続的に行う処理システムが知られている。
このような処理システムとして特許文献１〜３に記載のものが知られている。
特許文献１には、多角形状に形成された真空搬送装置に複数の真空処理室が連結された、いわゆるクラスタ型の処理システムが開示されている。
また、特許文献２には、水平方向に長い直方体形状に形成された真空搬送装置の一方の側壁に複数の真空処理室が連結された処理システムが開示されている。
特許文献３には、それぞれに複数の真空処理室が連結された複数の真空搬送装置が、真空搬送中間室を介して連結された処理システムが開示されている。
特開２００２−３２４８２９号公報 特開２００４−３４９５０３号公報 特開２０１４−１７９４３１号公報
ところで、近年では、単一の真空処理室内に設けられた基板載置台に複数枚のウェハが載置され、この複数枚のウェハに一括して処理を行うマルチリアクタ式の真空処理室が開発されている。マルチリアクタ式の真空処理室を用いれば、同時に複数枚の基板を処理することができるため、スループットが向上する。
そして、このようなマルチリアクタ式の真空処理室を複数備えた処理システムの開発が要求されてきている。しかし、特許文献１〜３の処理システムにマルチリアクタ式の真空処理室を組み込んだとしても、真空搬送装置が１回で搬送可能なウェハの枚数は限られていること等から、マルチリアクタ式の真空処理室に対するウェハの搬出入に時間を要する。したがって、マルチリアクタ式の真空処理室で一括して処理可能なウェハの枚数に比例したスループットを得ることができない。
また、たとえ、マルチリアクタ式の真空処理室で一括して処理可能な枚数のウェハを真空搬送装置が１回で搬送できたとしても、従前のマルチリアクタ式の真空処理室における真空搬送装置とのウェハの受け渡し位置は決まっているため、全てのウェハを真空処理室に搬出入するためには、ウェハを移動させる機構、例えば基板載置台を回転させる機構を、真空処理室に設ける必要がある。このような機構を設けると、マルチリアクタ式の真空処理室を小型化することができないため、処理システム全体が大型化してしまう。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、ウェハ等の複数枚の被処理体に対して一括して所定の処理を行う複数のマルチリアクタ式の真空処理室と、該真空処理室で共通の真空搬送装置とを備え、高スループットで被処理体に対して処理を行うことが可能な小型の処理システムを提供することを目的とする。
上記課題を解決する本発明は、被処理体を搬出入し、大気圧雰囲気で被処理体を搬送する大気圧搬送装置と、該大気圧搬送装置に、真空引き可能なロードロック室を介して接続され、真空雰囲気で被処理体を搬送する搬送ユニットと、該搬送ユニットに接続された複数の真空処理室を有し、該真空処理室内で被処理体に所定の処理を行う真空処理ユニットと、を備える処理システムであって、前記真空処理ユニットは、１の前記真空処理室において複数の被処理体に対して同時に所定の処理を行うものであり、前記複数の真空処理室が所定の方向に沿って並べられて構成され、前記搬送ユニットは、それぞれ前記所定の方向に沿って設けられ、それぞれ前記所定の方向に沿って被処理体を搬送する第１及び第２の共通搬送装置を有し、前記第１の共通搬送装置は、前記所定の方向と直交する方向の一方から、前記複数の真空処理室それぞれに接続され、前記第２の共通搬送装置は、前記所定の方向と直交する方向の他方から、前記複数の真空処理室それぞれに接続されていることを特徴としている。
本発明によれば、上述のような構成を採用することで、第１の共通搬送装置と第２の共通搬送装置とにより、真空処理室に対して同時に被処理体を搬出入することができるため、高スループットで被処理体に対して処理を行うことができる。また、本発明と異なり、真空処理室に一方からのみ被処理体を搬出入し真空処理室内の載置台上に全てのウェハを載置する場合、載置台を回転させる回転機構や、載置台の手前側（搬出入側）の部分から奥側の部分に搬送アーム等を用いて被処理体を移載する移載機構が必要となる。それに対し、本発明では、第１の共通搬送装置が真空処理室に一方から、第２の共通搬送装置が当該真空処理室に他方から、被処理体を搬出入することができるため、すなわち、第１の共通搬送装置と第２の共通搬送装置がそれぞれ、被処理体を別々の方向から真空処理室に搬出入することができる。そのため、上記回転機構を真空処理室内に設ける必要がないので、真空処理室を小型化することができ、処理システムも小型化することができる。さらに、真空処理室内に上記移載機構を設ける必要がないため、該移載機構に起因するプロセス処理への悪影響（同一真空処理室において同一処理条件で処理したときに被処理体間での均一性が悪くなること等）がない。
前記第１及び前記第２の共通搬送装置は、同一の前記真空処理室に対して被処理体の搬出入を同時に行うことが好ましい。
前記ロードロック室は、第１の共通搬送装置に対する被処理体の搬出入口と第２の共通搬送装置に対する被処理体の搬出入口とが別々に設けられていることが好ましい。
前記第１及び前記２の共通搬送装置はそれぞれ、前記所定の方向に沿って被処理体を搬送する搬送機構を有し、該搬送機構は、被処理体を保持する保持部材と、前記所定の方向に沿って移動すると共に、前記保持部材を軸支する第１のスライダと、前記所定の方向に沿って移動すると共に、前記保持部材を回転させるために当該保持部材に接続された第２のスライダと、を有し、前記第１のスライダと前記第２のスライダとを同速度で移動することにより、前記保持部材を前記所定の方向に沿って移動させ、異速度で移動することにより、前記保持部材を回転させることが好ましい。
前記搬送機構は、前記第１のスライダを移動させる第１の移動機構と前記第２のスライダを移動させる第２の移動機構と有し、前記第１及び前記第２の移動機構はそれぞれ、前記所定の方向に沿って並べられ、少なくとも一方が駆動源により回転駆動される一対のプーリーと、該一対のプーリーに架け渡され、前記第１のスライダまたは前記第２のスライダが固定され、前記プーリーの回転に合わせて動くベルトと、を有することが好ましい。
前記第１及び前記第２の移動機構は、所定の方向に沿って延伸するガイドを有し、前記第１及び前記第２のスライダは前記ガイドに沿って移動することが好ましい。
前記ガイドは、前記第１及び前記第２の移動機構で共通であることが好ましい。
前記搬送機構は、前記第１及び前記第２の移動機構を覆うカバーを有することが好ましい。
前記保持部材は複数設けられ、前記複数の保持部材は、共通の前記第１のスライダにより軸支され、共通の前記第２のスライダに接続されていることが好ましい。
前記保持部材は複数設けられ、前記複数の保持部材は、共通の前記第１のスライダにより軸支され、それぞれ別の前記第２のスライダに接続されていることが好ましい。
前記保持部材は複数設けられ、前記複数の保持部材は、それぞれ別の前記第１のスライダにより軸支され、それぞれ別の前記第２のスライダに接続されていることが好ましい。
本発明によれば、ウェハ等の複数枚の被処理体に対して一括して所定の処理を行う複数のマルチリアクタ式の真空処理室と、該真空処理室で共通の真空搬送装置とを備え、高スループットで被処理体に対して処理を行うことが可能な小型の処理システムを提供することができる。
本発明の実施の形態に係る処理システムの一例を示す概略平面図である。 真空処理室の構成の概略を示す横断面図である。 真空処理室の構成の概略を示す縦断面図である。 図１の処理システムの部分斜視図である。 従来の真空処理室及び本実施形態に係る真空処理室での天蓋の取付形態を示す図である。 被処理体の搬送機構の一例を説明するための図である。 第１のスライダ及び第２のスライダを移動させる移動機構の断面図である。 第１のスライダ及び第２のスライダを移動させる移動機構の断面図である。 移動機構のプーリー等が配置されている部分の平面図である。 図１の処理システムの部分斜視図である。 被処理体の搬送機構の他の例を説明するための図である。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する要素においては、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
図１は、本発明の実施の形態に係る処理システムの一例を示す概略平面図である。図の処理システム１ではウェハＷが被処理体である。
処理システム１は、図１に示すように、４つの真空処理室１０１〜１０４を有する処理ユニット２と、ローダーユニット３と、ロードロック室４と、第１及び第２の共通搬送装置３０、３１を有する搬送ユニット５と、を備える。
処理ユニット２は、複数（本例では４つ）の真空処理室１０１〜１０４が所定の方向（図のＸ方向）に沿って並べられて構成される。真空処理室１０１〜１０４は、該処理室１０１〜１０４内において複数枚（図の例では４枚）のウェハＷに対して同時に所定の処理が行われるマルチリアクタ式のものである。真空処理室１０１〜１０４それぞれで同種の処理が行われもよいし、異種の処理が行われてもよい。
図２は、真空処理室１０１の構成の概略を示す横断面図であり、図３は、真空処理室１０１の構成の概略を示す縦断面図である。
真空処理室１０１の内部には、図２に示すように、４枚のウェハＷが略水平に並んで載置される基板載置台１１が設けられている。基板載置台１１には、図示しない昇降ピンが設けられ、該昇降ピンによって基板載置台１１にはウェハＷが載置される構成となっている。
また、真空処理室１０１は、後述の第１の共通搬送装置３０側の側面と、後述の第２の共通搬送装置３１側の側面とに、ウェハＷの搬出入口１２、１３が設けられている。言い換えると、真空処理室１０１は、真空処理室１０１〜１０４が連設される方向と直交する方向（図のＹ方向）の両端に上記搬出入口１２、１３が設けられている。そして、これら搬出入口１２、１３それぞれに対してゲートバルブＧ１、Ｇ２が設けられている。
さらに、図３に示すように、真空処理室１０１の基板載置台１１の内部には、図示しない温調媒体供給部に連通する温調流路１４が形成されている。また、真空処理室１０１の天井部には、ウェハＷに対して処理を行うための処理ガスをウェハＷに供給するガス供給機構１５が設けられている。ガス供給機構１５は例えばシャワー形状を有しており、真空処理室１０１の天井部から処理ガスを噴射することでウェハＷに対して処理を行うことができる。処理ガスは、例えば、ウェハＷの表面に形成されたＳｉＯ２膜等の酸化膜を処理するＨＦガス、ＮＨ３ガスであり、真空処理室１０１で行われる処理は、例えば、ＳｉＯ２膜の変質工程としての化学処理（化学反応を用いる処理）である。
また、真空処理室１０１の筐体には不図示の温度制御ユニットが接続されており、この温度制御ユニットにより真空処理室１０１の筐体１６の温度は自在に制御される。基板載置台１１に載置されるウェハＷの温度は、基板載置台１１からの伝熱と、真空処理室１０の筐体１６からの放射によって所定の温度とされる。すなわち、温調流路１４に流す温調媒体の温度と、真空処理室１０１の筐体１６の温度を制御する温度制御ユニットの制御により、ウェハＷを処理温度である所定の温度に加熱または冷却することが可能となっている。
また、真空処理室１０１の底部には、真空処理室１０１の内部を排気口１７が設けられている。排気口１７に連通する真空ポンプにより、真空処理室１０１内を減圧（真空引き）することが可能となっている。
なお、真空処理室１０１と他の真空処理室１０２〜１０４とは、各真空処理室１０２〜１０４で行われる処理に応じて内部の構成は異なるが、以下の点は共通する。すなわち、真空処理室が連設される方向と直交する方向の両端に搬出入口が設けられ、これら搬出入口それぞれに対してゲートバルブＧ３〜Ｇ８が設けられている点や、底面に排気口が設けられ該排気口を介して真空引き可能である点である。
本例では、４枚のウェハＷに対して同処理条件で処理を行っていたが、各ウェハＷに対する処理条件は互いに異なっていてもよい。
図１の説明に戻る。
ローダーユニット３は、処理システム１へのウェハＷの搬入と処理システム１からのウェハＷの搬出を行うものであり、カセット載置部２０と、大気圧雰囲気でウェハＷを搬送する大気圧搬送装置２１とを有する。
カセット載置部２０には、複数のウェハＷを収容可能なカセットを一方向（図１中のＹ方向）に複数、例えば４つ並べて載置できる。
大気圧搬送装置２１は、水平方向の断面が真空処理室１０１〜１０４の連設方向（以下、処理室連設方向という）と直交する方向（図のＹ方向）に長い矩形状に形成された大気圧搬送室２２を有する。大気圧搬送室２２は、処理室連設方向の一方の側面（図のＸ方向負側の側面）に、カセット載置部２０が接続されており、処理室連設方向の他方の側面（図のＸ方向正側の側面）に、ロードロック室４がゲートバルブＧ９を介して連結されている。この大気圧搬送室２２には、ウェハＷを保持して搬送するための搬送機構２３が設けられている。搬送機構２３は、旋回及び伸縮自在な多関節式の搬送アーム２３ａを有し、該搬送アーム２３ａを用いて、カセット載置部２０のカセットと、ロードロック室４との間でウェハＷを搬送する。なお、図示は省略するが、大気圧搬送室２２には、ウェハＷのノッチ等を認識してウェハＷの位置決めを行うアライメント装置が設けられている。
ロードロック室４は、その内部空間を、大気圧状態と真空状態とに切り替えられるように構成されている。また、ロードロック室４は、後述の第１及び第２の共通搬送装置３０、３１との間に位置すると共に、これら共通搬送装置３０、３１及び大気圧搬送装置２１に隣接するように配置されている。
そして、ロードロック室４は、処理室連設方向の一方の側面（図のＸ方向負側の側面）に、ローダーユニット３がゲートバルブＧ９を介して連結されている。
さらに、ロードロック室４は、処理室連設方向と垂直方向の一方の側面（図のＹ方向正側の側面）にゲートバルブＧ１０を介して、第１の共通搬送装置３０が連結され、処理室連設方向と直交する方向の他方の側面（図のＹ方向負側の側面）にゲートバルブＧ１１を介して、第２の共通搬送装置３１が連結されている。このように、ロードロック室４は、第１の共通搬送装置３０に対するゲートバルブと第２の共通搬送装置３１に対するゲートバルブが別々に設けられていること、すなわち、第１の共通搬送装置３０に対するウェハの搬出入口と第２の共通搬送装置３１に対するウェハの搬出入口が別々に設けられていることが好ましい。第１の共通搬送装置３０によるロードロック室４からのウェハの搬出入と、第２の共通搬送装置３１によるロードロック室４からのウェハの搬出入とを同時に行うことができるからである。
また、ロードロック室４は、処理室連設方向（図のＸ方向）に沿って、ローダーユニット３、ロードロック室４、処理ユニット２の順で並ぶように、且つ、処理ユニット２の真空処理室１０１の近くの位置に、配置されている。このロードロック室４には、不図示の基板載置台が設けられており、該基板載置台には、少なくとも、各真空処理室１０１〜１０４で一括して処理可能な枚数（本例では４枚）のウェハＷを載置することができる。
搬送ユニット５は、真空引き可能なロードロック室４を介して、ローダーユニット３の大気圧搬送装置２１に連結され、真空雰囲気でウェハＷを搬送するものである。この搬送ユニット５は、それぞれ所定の方向すなわち処理室連設方向（図のＸ方向）に沿って設けられ、それぞれ処理室連設方向に沿ってウェハＷを搬送する第１及び第２の共通搬送装置３０、３１を有する。
第１の共通搬送装置３０は、処理室連設方向と直交する方向に関する一方（図１のＹ方向正側）から、４つの真空処理室１０１〜１０４及びロードロック室４それぞれに接続される。それに対し、第２の共通搬送装置３１は、処理室連設方向と直交する方向に関する他方（図１のＹ方向負側）から、４つの真空処理室１０１〜１０４及びロードロック室４それぞれに接続される。言い換えると、第１及び第２の共通搬送装置３０、３１は、処理室連設方向と直交する方向において、両装置３０、３１の間に、４つの真空処理室１０１〜１０４及びロードロック室４を挟む形態で、これら真空処理室１０１〜１０４及びロードロック室４に接続されている。
このような第１及び第２の共通搬送装置３０、３１はそれぞれ、水平方向の断面が処理室連設方向（図のＸ方向）に長い矩形状に形成された真空搬送室３２、３３を有する。
真空搬送室３２は、処理室連設方向と直交する方向の一方の側面（図のＹ方向正側の側面）に、処理室連設方向のローダーユニット３側（Ｘ方向負側）から順に、ロードロック室４、真空処理室１０１、真空処理室１０２、真空処理室１０３、真空処理室１０４が、ゲートバルブＧ１０、Ｇ１、Ｇ３、Ｇ５、Ｇ７を介して連結されている。
真空搬送室３３は、処理室連設方向と直交する方向の他方の側面（図のＹ方向負側の側面）に、処理室連設方向のローダーユニット３側（Ｘ方向負側）から順に、ロードロック室４、真空処理室１０１、真空処理室１０２、真空処理室１０３、真空処理室１０４が、ゲートバルブＧ１１、Ｇ２、Ｇ４、Ｇ６、Ｇ８を介して連結されている。
また、真空搬送室３２には、ウェハＷを保持して処理室連設方向に沿って搬送するための搬送機構３４が設けられている。搬送機構３４は、少なくとも処理室連設方向に移動自在且つ回動自在な一対の搬送アーム３４ａ、３４ｂを有し、該搬送アーム３４ａ、３４ｂを用いて、ロードロック室４と、真空搬送室３２と、真空処理室１０１〜１０４との間でウェハＷを搬送する。
同様に、真空搬送室３３には、ウェハＷを保持して処理室連設方向に沿って搬送するための搬送機構３５が設けられている。搬送機構３５は、少なくとも処理室連設方向に移動自在且つ回動自在な一対の搬送アーム３５ａ、３５ｂを有し、該搬送アーム３５ａ、３５ｂを用いて、ロードロック室４と、真空搬送室３３と、真空処理室１０１〜１０４との間でウェハＷを搬送する。
これら真空搬送室３２、３３は、不図示の真空ポンプにより、真空引きすることが可能となっている。
次に、以上のような処理システム１を用いて行われる処理について説明する。
まず、カセット載置部２０上のカセット内から、未処理のウェハＷを搬送アーム２３ａによって保持し、不図示のアライメント装置まで搬送する。そして、ウェハＷの位置合わせを行う。
位置合わせ後、未処理のウェハＷを搬送アーム２３ａによって保持し、ロードロック室４まで移動する。
これに伴い、ゲートバルブＧ９を開き、ロードロック室４内を開放する。そして、搬送アーム２３ａを駆動し、ロードロック室４内の基板載置台にウェハＷを載置する。
その後、上述のウェハＷの位置合わせと搬送アーム２３ａによるウェハＷの搬送を繰り返し行い、ロードロック室４内の基板載置台に４枚のウェハＷを載置する。
次いで、ゲートバルブＧ９を閉じることによってロードロック室４内を密閉した後に、真空排気系を駆動してロードロック室４内を真空引きし、圧力調整する。
圧力調整後、ゲートバルブＧ１０、Ｇ１１を開放することにより、予め真空雰囲気になされている真空搬送室３２、３３とロードロック室４とを連通させる。そして、ロードロック室４内の真空搬送室３２側に載置された２枚のウェハＷを、真空搬送室３２内の搬送アーム３４ａ、３４ｂによって受け取り、それと同時に、ロードロック室４内の真空搬送室３３側に載置された２枚のウェハＷを真空搬送室３３内の搬送アーム３５ａ、３５ｂによって受け取る。
受取後、搬送アーム３４ａ、３４ｂによって２枚のウェハＷを真空搬送室３２内に移動し、同時に、搬送アーム３５ａ、３５ｂによって２枚のウェハＷを真空搬送室３３内に移動する。移動後、ゲートバルブＧ１０、Ｇ１１を閉じると共に、搬送アーム３４ａ、３４ｂによって２枚のウェハＷを真空搬送室３２内における真空処理室１０１の近傍まで移動し、同時に、搬送アーム３５ａ、３５ｂによって２枚のウェハＷを真空搬送室３３内における真空処理室１０１の近傍まで移動する。
次いで、ゲートバルブＧ１、Ｇ２を開放することにより、予め真空雰囲気になされている真空処理室１０１と、真空搬送室３２、３３とを連通させる。そして、真空搬送室３２内の搬送アーム３４ａ、３４ｂや昇降ピン等を用いて、真空処理室１０１の基板載置台１１の真空搬送室３２側に２枚のウェハＷを載置する。それと同時に、真空搬送室３３内の搬送アーム３５ａ、３５ｂや昇降ピン等を用いて、真空処理室１０１内の基板載置台１１の真空搬送室３３側に２枚のウェハＷを載置する。
載置後、ゲートバルブＧ１、Ｇ２を閉じて、真空処理室１０１の内部を密封した後に、真空処理室１０１にガスの導入等を行い、真空処理室１０１内で４枚のウェハに対して処理を一括して行う。
真空処理室１０１における処理が終了したならば、真空処理室１０１内の雰囲気を調整した後にゲートバルブＧ１、Ｇ２を開いて、この状態で搬送アーム３４ａ、３４ｂと搬送アーム３５ａ、３５ｂとを駆動して、処理後の４枚のウェハＷを、所定の真空処理室、例えば、真空処理室１０２へ同時に移載し、真空処理室１０１での処理とは別の処理を行う。
以後、全ての処理が完了するまで、搬送アーム３４ａ、３４ｂと搬送アーム３５ａ、３５ｂを用いて、４枚のウェハＷは真空処理室１０１〜１０２間で同時に移載される。
全ての処理が完了したウェハＷは、前述した逆の経路を通って元のカセットに戻される。
上述のように、処理システム１では、処理室連設方向に沿って設けられた第１の共通搬送装置３０と第２の共通搬送装置３１から、マルチリアクタ式の真空処理室１０１〜１０４に、４枚のウェハＷを同時に搬出入することができる。したがって、高スループットでウェハＷに対して処理を行うことができる。
また、処理システム１と異なり、真空処理室に一方からのみウェハを搬出入し基板載置台上に全てのウェハを載置する場合、基板載置台を回転させる回転機構や、基板載置台の手前側（搬出入側）の部分から奥側の部分に搬送手段を用いて被処理体を移載する移載機構が必要となる。それに対し、処理システム１では、第１の共通搬送装置３０と第２の共通搬送装置３１は、マルチリアクタ式の真空処理室１０１〜１０４に対して互いに別方向から接続されているため、真空処理室１０１〜１０４内の基板載置台を回転さたりウェハＷを真空処理室１０１〜１０４内で移載させたりしなくとも、該基板載置台上に４枚のウェハＷを載置することができる。したがって、真空処理室１０１〜１０４に上記回転機構を設ける必要がないため、真空処理室１０１〜１０４を小型化することができ、これにより処理システム１も小型化することができる。さらに、真空処理室１０１〜１０４内に上記移載機構を設ける必要がないため、該移載機構に起因するプロセス処理への悪影響（同一真空処理室において同一処理条件で処理したときにウェハＷ間での均一性が悪くなること等）がない。
図４及び図５は、処理システム１の他の効果を説明するための図であり、図４は、処理システム１の部分斜視図、図５は従来の真空処理室及び本実施形態に係る真空処理室の正面図である。
処理システム１では、図４に示すように、真空処理室１０１〜１０４が所定の方向（図のＸ方向）に沿って連設されているため、上記所定の方向に沿って延びるレール４０を工場の天井等に設けて、真空処理室１０１〜１０４の天蓋を外すために該真空処理室１０１〜１０４で共通して使用可能なクレーン４１をレール４０に取り付けることができる。
特許文献１に開示されているようなクラスタ型の処理システムでは、本実施形態と同様に、真空処理室で天蓋を外すために複数の真空処理室で共通して使用可能なクレーンを工場の天井のレールに取り付けるとすると、レールの形状が複雑となる。そのため、上記クラスタ型の処理システムでは、複数の真空処理室で共通して使用可能なクレーンを設けることが困難である。
そのため、クラスタ型の処理システムにマルチリアクタ方式の真空処理室を組み込む場合には、図５（Ａ）に示すように、天蓋１０１の一端を処理室本体１０２にヒンジ１０３を介して連結することで、天蓋１０１を開閉可能としている。しかし、マルチリアクタ方式のものは、天蓋１０１が大きく大重量であるため、人力のみでは開閉することが難しいため、開閉を補助するための機構を真空処理室１００に設ける必要があり、それに伴い、真空処理室１００が大きくなる。
それに対し、本実施形態に係る処理システム１では、真空処理室１０１〜１０４で共通して使用可能なクレーン４１を設け、該クレーン４１によって真空処理室１０１〜１０４の天蓋を開閉することができる。そのため、図５（Ｂ）に示すように、天蓋１０ａと処理室本体１０ｂとの間にヒンジが不要であり、開閉を補助するための機構も不要となるため、真空処理室１０１〜１０４を小型化することができ、これにより、処理システム１のフットプリントを減少させることができる。
また、上述のようなクレーン４１を設けることができるため、真空処理室１０１〜１０４の天蓋１０ａ以外の重量物、例えば、基板載置台１１に対して、クレーン４１を用いることで、メンテナンスや入替を簡単に行うことができる。
図６は、搬送機構３５の一例の説明図である。なお、搬送機構３４の構成は、搬送機構３５と同様であるため、その説明を省略する。
搬送機構３５は、図６（Ａ）及び図６（Ｂ）に示すように、保持部材としての一対の搬送アーム３５ａ、３５ｂを有する。これら搬送アーム３５ａ、３５ｂは、ウェハＷを支持する支持部３５ｃを一端に有し、互いに略同形状に形成され、また、略同じように動作するように構成されている。
搬送機構３５は、さらに、第１のスライダ３５ｄと第２のスライダ３５ｅとを有する。
第１のスライダ３５ｄは、所定の方向すなわち上述の処理室連設方向（図のＸ方向）に沿って移動する。また、第１のスライダ３５ｄは、一対の搬送アーム３５ａ、３５ｂを軸支する。具体的には、第１のスライダ３５ｄは、処理室連設方向に長い矩形状に形成されており、一端に搬送アーム３５ａが軸支され、他端に搬送アーム３５ｂが軸支される。なお、搬送アーム３５ａ、３５ｂは、その略中央が回転軸となるように第１のスライダ３５ｄに軸支される。
第２のスライダ３５ｅは、処理室連設方向（図のＸ方向）に沿って移動する。また、第２のスライダ３５ｅは、一対の搬送アーム３５ａ、３５ｂを回転させるため、当該搬送アーム３５ａ、３５ｂに接続されている。具体的には、第２のスライダ３５ｅは、搬送アーム３５ａ、３５ｂの第１のスライダ３５ｄにより軸支されていない部分、図の例では、搬送アーム３５ａ、３５ｂの支持部３５ｃとは反対側の端部に接続されている。さらに具体的には、第２のスライダ３５ｅは、連結部材３５ｆ、３５ｇを介して、上記反対側の端部に接続されている。なお、連結部材３５ｆは、搬送アーム３５ａ、３５ｂに対して回動可能に、搬送アーム３５ａ、３５ｂの上記反対側の端部同士を連結するものである。また、連結部材３５ｇは、連結部材３５ｆと第２のスライダ３５ｅとを連結するものであり、連結部材３５ｆに対して回動可能に一端が該連結部材３５ｆに連結され、第２のスライダ３５ｅに対して回動可能に他端が該第２のスライダ３５ｅに連結される。連結部材３５ｆ、３５ｇは共に、剛性を有する部材から構成される。
さらに、搬送機構３５は、所定の方向すなわち上述の処理室連設方向（図のＸ方向）に沿って延伸するガイド３５ｈを有する。第１のスライダ３５ｄ及び第２のスライダ３５ｅは、ガイド３５ｈに沿って移動することにより処理室連設方向に移動することができる。
以上の各部材を有する搬送機構３５は、図６（Ｂ）に示すように、第１のスライダ３５ｄと第２のスライダ３５ｅとの間の距離を大きくした状態で、これらスライダ３５ｄ、３５ｅを同速度で同方向に動かすことで、搬送アーム３５ａ、３５ｂを処理室連設方向（図のＸ方向）に沿って移動させることができる。
また、第１のスライダ３５ｄと第２のスライダ３５ｅとの間の距離が変わるように、これらスライダ３５ｄ、３５ｅを動かすことで搬送アーム３５ａ、３５ｂを回転させることができる。特に、図６（Ａ）に示すように、第１のスライダ３５ｄと第２のスライダ３５ｅとの間の距離が小さくなるようにこれらスライダ３５ｄ、３５ｅを動かすことで、例えば真空処理室１０１内に支持部３５ｃが挿入される状態まで、搬送アーム３５ａ、３５ｂを連動させて回転させることができる。
上述のように、搬送アーム３５ａ、３５ｂを連動させる場合は、搬送アーム３５ａ、３５ｂの支持部３５ｃ間のピッチは、真空処理室１０１〜１０４内における処理室連設方向のウェハＷの載置ピッチと、ロードロック室４内における処理室連設方向のウェハＷの載置ピッチと等しく設定されている。
続いて、第１のスライダ３５ｄ及び第２のスライダ３５ｅを処理室連設方向に沿って移動させる移動機構の一例を図７〜図９を用いて説明する。図７及び図８はそれぞれ、上記移動機構の第１のスライダ３５ｄ及び第２のスライダ３５ｅを含む部分の断面図であり、ガイド３５ｈの延伸方向すなわち処理室連設方向から視た断面を示している。また、図９は、移動機構の後述のプーリー等が配置されている部分の平面図であり、後述のカバー部材や接続部の図示は省略している。
図７及び図８に示すように、移動機構５０により移動される第１のスライダ３５ｄ及び第２のスライダ３５ｅは、互いに対向する長辺部３５ｉ、３５ｊと短辺部３５ｋ、３５ｍと、長辺部３５ｉ、３５ｊと短辺部３５ｋ、３５ｍとを連結する連結部３５ｎ、３５ｏとを有する。また、第１のスライダ３５ｄ及び第２のスライダ３５ｅは、搬送アーム３５ａ、３５ｂや連結部材３５ｇに接続される接続部３５ｐ、３５ｑを有する。さらに、第１のスライダ３５ｄ及び第２のスライダ３５ｅは、ガイド３５ｈと係合する係合部３５ｒ、３５ｓを長辺部３５ｉ、３５ｊに有する。
移動機構５０は、第１のスライダ３５ｄを移動させるため、前述のガイド３５ｈの他、図９に示すように、一対のプーリー５１と、歯付ベルト５２とを有する。
一対のプーリー５１は、ガイド３５ｈの延伸方向すなわち処理室連設方向（図のＸ方向）に沿って並べられ、少なくとも一方が駆動源としてのモータ５１ａにより回転駆動される。プーリー５１の外側には不図示の歯型が設けられている。
歯付ベルト５２は、一対のプーリー５１に架け渡され、第１のスライダ３５ｄの短辺部３５ｋが固定されるものである。また、歯付ベルト５２の内側面には、プーリー５１の歯型と噛み合う不図示の歯型が設けられている。
なお、第１のスライダ３５ｄを移動機構５０に組み込む際は、まず、第１のスライダ３５ｄの係合部３５ｒをガイド３５ｈに係合させる。そして、この状態で、第１のスライダ３５ｄの短辺部３５ｋから長辺部３５ｉに向けて突出する凸部３５ｔと補助部材３５ｖとで歯付ベルト５２を狭み、不図示の締結部材で凸部３５ｔと補助部材３５ｖとを締結する。これにより、第１のスライダ３５ｄを、ガイド３５ｈに沿って移動可能に、移動機構５０に対して固定することができる。
また、移動機構５０は、第２のスライダ３５ｅを移動させるため、一対のプーリー５３と、歯付ベルト５４とを有する。
一対のプーリー５３は、ガイド３５ｈの延伸方向すなわち処理室連設方向（図のＸ方向）に沿って並べられ、少なくとも一方が駆動源としてのモータ５３ａにより回転駆動される。プーリー５３の外側には不図示の歯型が設けられている。
歯付ベルト５４は、一対のプーリー５３に架け渡され、第２のスライダ３５ｅの短辺部３５ｍが固定されるものである。また、歯付ベルト５４の内側面には、プーリー５３の歯型と噛み合う不図示の歯型が設けられている。
なお、第２のスライダ３５ｅを移動機構５０に組み込む際は、まず、第２のスライダ３５ｅの係合部３５ｓをガイド３５ｈに係合させる。そして、この状態で、第２のスライダ３５ｅの短辺部３５ｍから長辺部３５ｊに向けて突出する凸部３５ｕと補助部材３５ｗとで歯付ベルト５４を狭み、不図示の締結部材で凸部３５ｕと補助部材３５ｗとを締結する。これにより、第２のスライダ３５ｅを、ガイド３５ｈに沿って移動可能に、移動機構５０に対して固定することができる。
移動機構５０では、モータ５１ａ及びモータ５３ａによりプーリー５１、５３を回転駆動し、歯付ベルト５２、５４を回転させることにより、第１のスライダ３５ｄ及び第２のスライダ３５ｅをガイド３５ｈに沿ってすなわち処理室搬送方向に沿って移動させることができる。
なお、上述のプーリー５１、５３とは別に歯付ベルト５２、５４に対するテンショナーとして別のプーリー等を設けるようにしてもよい。
さらに、移動機構５０は、ベース部材５５を有する。ベース部材５５は、第２の共通搬送装置３１に固定される固定部５５ａと、固定部５５ａから該固定部５５ａに垂直な方向に延出する支持部５５ｂとを有する。支持部５５ｂの一方の面には、２組のプーリー５１、５３が固定され、反対側の面にはガイド３５ｈが固定される。
また、移動機構５０に対して該移動機構５０を覆うカバー６０が設けられている。カバー６０は、移動機構５０内の発塵源となる部分を覆うものであり、具体的には、カバー部材６１、６２を有し、カバー部材６１でプーリー５１、５３と歯付ベルト５２、５４を覆い、カバー部材６２でガイド３５ｈを覆う。
カバー部材６１、６２はそれぞれ、その一端がベース部材５５に固定され、カバー部材６１の他端とカバー部材６２の他端との間には隙間６３が形成され、該隙間６３から接続部３５ｐ、３５ｑが露出する。ただし、隙間６３からプーリー５１、５３等の発塵源が見えないように、カバー部材６１の上記他端とカバー部材６２の上記他端とは重なっており、プーリー５１、５３等で発生した塵等がカバー６０の外に漏れ出しにくくされている。
このようにカバー６０を設けることにより、発塵源となる部分を真空中に暴露させないようにすることができ、また、移動機構５０で発生した塵が搬送中のウェハＷに付着し悪影響を及ぼすのを防ぐことができる。
なお、カバー６０内に溜めた、プーリー５１、５３等で発生した塵は、カバー６０に排気口を設けておき、第２の共通搬送装置３１を真空雰囲気とする真空引きとは別のタイミングで、上記排気口を介して外部に排出することが好ましい。排出の際、Ｎ２ガスなどのパージガスをカバー６０内に導入し、外部への塵の排出が容易になるようにしてもよい。これにより、移動機構５０で発生した塵が搬送中のウェハＷに付着し悪影響を及ぼすのをより確実に防ぐことができる。
上述のような移動機構５０の駆動源、すなわち、第２の共通搬送装置３１の駆動源は、モータ５１ａ及びモータ５３ａであり、駆動源としては非常に小さい。したがって、第２の共通搬送装置３１を小型化することができ、特に、厚みを小さくすることができる。第１の共通搬送装置３０についても同様である。
なお、以上の例では、図６に示したように、第１のスライダ３５ｄと第２のスライダ３５ｅとは同じガイド３５ｈを用いていたが、スライダ毎にガイドを用意してもよい。ただし、ガイド３５ｈを１つ、すなわち共通とすることで発塵源の数を減らすことができる。
また、特許文献１に開示されているようなクラスタ型の処理システムでは、共通搬送装置内の搬送アームを回転させる機構が必要であり、該機構を構成する部品により共通搬送装置の真空搬送室の下部の空間が大きく占有される。それに対し、本実施形態に係る処理システム１では、第１及び第２の共通搬送装置３０、３１の真空搬送室３２、３３の下側に配置される搬送関連部品がない。したがって、本実施形態に係る処理システム１では、真空搬送室３２、３３の下側にスペースが確保できるため、真空処理室１０１〜１０４の下部へのメンテナンス性が高い。
次いで、処理システム１による他の効果を、図１０を用いて説明する。
処理システム１では、前述のように、真空搬送室３２、３３の下側、すなわち、第１及び第２の共通搬送装置３０、３１の下側にスペースがあるため、従前は真空処理室の下方に収納していた排気機構や載置台の温度調節機構等を構成する処理室関連部品の少なくとも一部を、第１及び第２の共通搬送装置３０、３１の下側に配置することができる。したがって、このような処理室関連部品に作業者がアクセスし易いためこれら処理室関連部品のメンテナンス性を向上させることができる。また、処理システム１では、図１０に示すように、四方にスライド可能な収納装置７０を真空処理室１０１〜１０４の下部に設けることができる。したがって、処理室関連部品を収納装置７０内に配置すれば、収納装置７０すなわち処理室関連部品をスライドさせて引き出し、アクセスし易い位置に持ってくることができるので、処理室関連部品のメンテナンス性がよい。さらに、収納装置７０は水平方向（図のＸＹ方向）にスライドできるため、メンテナンス時に一の収納装置７０に収納された処理室関連部品と他の収納装置７０に収納された処理室関連部品との間の距離／スペースを大きく確保することができるので、更にメンテナンス性を向上させることができる。
図１１は、搬送機構３５の他の例を示す図である。
図６の例では、搬送アームを軸支する第１のスライダ３５ｄと、搬送アームを回転させるための第２のスライダ３５ｅとが、２つの搬送アーム３５ａ、３５ｂで共通であった。
それに対し、図１１の例では、第１のスライダ３５ｄは２つの搬送アーム３５ａ、３５ｂで共通であるが、第２のスライダ３５ｅ１、３５ｅ２は２つの搬送アーム３５ａ、３５ｂで別に設けられている。このような構成にすることにより、２つの搬送アーム３５ａ、３５ｂを別々に回転させることができる。
第２のスライダ３５ｅ１、３５ｅ２を搬送アームごとに設ける場合は、第１のスライダ３５ｄに対するガイド３５ｈ１と第２のスライダ３５ｅ１、３５ｅ２に対するガイド３５ｈ２とを別々にすることが好ましい。
なお、図示は省略するが、第１のスライダについても、搬送アーム毎に別体のものを用いるようにしてもよい。
第１のスライダと第２のスライダとを搬送アーム毎に別個に設けることで、各搬送アームを独立して移動させることができると共に、独立して回転させることができる。
以上の説明では、第１の共通搬送装置３０と第２の共通搬送装置３１とでウェハＷを２枚ずつ搬送していたが、１枚ずつ搬送してもよいし、３枚以上ずつ搬送するようにしてもよい。１枚ずつ搬送する場合は、一対の搬送アームのうち一方を第１のスライダ３５ｄ等から外せばよいし、３枚以上ずつ搬送する場合は、同種の搬送アームを増設すればよい。図６等に示した本実施形態に係る搬送機構であれば、このようは搬送アームの増減を簡単に行うことができる。
また、以上の説明では、第１の共通搬送装置３０と第２の共通搬送装置３１とでロードロック室は共通としていたが、それぞれの共通搬送装置３０、３１に対して別々にロードロック室を設けてもよい。ただし、共通とすることでコストを削減することはできる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到しうることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
本発明は、半導体ウェハ等の被処理体を真空雰囲気で真空処理室に搬送する技術に有用である。
１ 処理システム
２ 処理ユニット
３ ローダーユニット
４ ロードロック室
５ 搬送ユニット
１０１〜１０４ 真空処理室
１１ 基板載置台
２１ 大気圧搬送装置
３０ 第１の共通搬送装置
３１ 第２の共通搬送装置
３４、３５ 搬送機構
３４ａ、３４ｂ、３５ａ、３５ｂ 搬送アーム
３５ｄ 第１のスライダ
３５ｅ 第２のスライダ
３５ｈ ガイド
４０ レール
４１ クレーン
５０ 移動機構
５１、５３ プーリー
５１ａ、５３ａ モータ
５２、５４ 歯付ベルト
６０ カバー
７０ 収納装置
Ｇ１〜Ｇ１１ ゲートバルブ

Claims (11)

  1. 被処理体を搬出入し、大気圧雰囲気で被処理体を搬送する大気圧搬送装置と、
    該大気圧搬送装置に、真空引き可能なロードロック室を介して接続され、真空雰囲気で被処理体を搬送する搬送ユニットと、
    該搬送ユニットに接続された複数の真空処理室を有し、該真空処理室内で被処理体に所定の処理を行う真空処理ユニットと、を備える処理システムであって、
    前記真空処理ユニットは、１の前記真空処理室において複数の被処理体に対して同時に所定の処理を行うものであり、前記複数の真空処理室が所定の方向に沿って並べられて構成され、
    前記搬送ユニットは、それぞれ前記所定の方向に沿って設けられ、それぞれ前記所定の方向に沿って被処理体を搬送する第１及び第２の共通搬送装置を有し、
    前記第１の共通搬送装置は、前記所定の方向と直交する方向の一方から、前記複数の真空処理室それぞれに接続され、
    前記第２の共通搬送装置は、前記所定の方向と直交する方向の他方から、前記複数の真空処理室それぞれに接続されていることを特徴とする処理システム。
  2. 前記第１及び前記第２の共通搬送装置は、同一の前記真空処理室に対して被処理体の搬出入を同時に行うことを特徴とする請求項１に記載の処理システム。
  3. 前記ロードロック室は、第１の共通搬送装置に対する被処理体の搬出入口と第２の共通搬送装置に対する被処理体の搬出入口とが別々に設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の処理システム。
  4. 前記第１及び前記２の共通搬送装置はそれぞれ、前記所定の方向に沿って被処理体を搬送する搬送機構を有し、
    該搬送機構は、
    被処理体を保持する保持部材と、
    前記所定の方向に沿って移動すると共に、前記保持部材を軸支する第１のスライダと、
    前記所定の方向に沿って移動すると共に、前記保持部材を回転させるために当該保持部材に接続された第２のスライダと、を有し、
    前記第１のスライダと前記第２のスライダとを同速度で移動することにより、前記保持部材を前記所定の方向に沿って移動させ、異速度で移動することにより、前記保持部材を回転させることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の処理システム。
  5. 前記搬送機構は、前記第１のスライダを移動させる第１の移動機構と前記第２のスライダを移動させる第２の移動機構と有し、
    前記第１及び前記第２の移動機構はそれぞれ、
    前記所定の方向に沿って並べられ、少なくとも一方が駆動源により回転駆動される一対のプーリーと、
    該一対のプーリーに架け渡され、前記第１のスライダまたは前記第２のスライダが固定され、前記プーリーの回転に合わせて動くベルトと、を有することを特徴とする請求項４に記載の処理システム。
  6. 前記第１及び前記第２の移動機構は、所定の方向に沿って延伸するガイドを有し、前記第１及び前記第２のスライダは前記ガイドに沿って移動することを特徴とする請求項５に記載の処理システム。
  7. 前記ガイドは、前記第１及び前記第２の移動機構で共通であることを特徴とする請求項６に記載の処理システム。
  8. 前記搬送機構は、前記第１及び前記第２の移動機構を覆うカバーを有することを特徴とする請求項５〜７のいずれか１項に記載の処理システム。
  9. 前記保持部材は複数設けられ、
    前記複数の保持部材は、共通の前記第１のスライダにより軸支され、共通の前記第２のスライダに接続されていることを特徴とする請求項４〜８のいずれか１項に記載の処理システム。
  10. 前記保持部材は複数設けられ、
    前記複数の保持部材は、共通の前記第１のスライダにより軸支され、それぞれ別の前記第２のスライダに接続されていることを特徴とする請求項４〜８のいずれか１項に記載の処理システム。
  11. 前記保持部材は複数設けられ、
    前記複数の保持部材は、それぞれ別の前記第１のスライダにより軸支され、それぞれ別の前記第２のスライダに接続されていることを特徴とする請求項４〜８のいずれか１項に記載の処理システム。
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