JP2004006665A

JP2004006665A - 真空処理装置

Info

Publication number: JP2004006665A
Application number: JP2003042971A
Authority: JP
Inventors: Masashi Murakami; 村上　誠志
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2002-02-20
Filing date: 2003-02-20
Publication date: 2004-01-08

Abstract

【課題】複数の真空処理室に共通の搬送室を組み合わせてなる枚葉式の真空処理装置において、スペース効率を高める技術を提供する。
【解決手段】平面的に見たときに多角形をなす気密構造をなす搬送室２の一の側壁２３，２４にカセット室３Ａ、３Ｂを気密に接続し、他の各側壁２５〜７には夫々一組ずつの真空処理室４Ａ〜４Ｆを気密に接続する。一の側壁２５〜２７に接続される一組の真空処理室４Ａ〜４Ｆは、一定のずれ（オフセット）を有した状態で積み重ねて配置され、排気口は夫々の底面に形成される。ずれの量は上側の真空処理室４Ａ、４Ｃ、４Ｅの排気口が下方側の真空処理室４Ｂ、４Ｄ、４Ｆの天井面に塞がれることのないように決定され、各排気管は排気口から真空排気手段の高さ位置まで屈曲しないように配管される。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は例えば半導体デバイスの製造工程において用いられ、共通の搬送室に複数の真空処理室を組み合わせてなる真空処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体デバイスの製造工程の中には、例えばエッチングやＣＶＤ（ｃｈｅｍｉｃａｌ　ｖａｐｏｒ　ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）による成膜処理やＲＴＰ装置による加熱処理等のように基板の処理を真空雰囲気にて行われる処理が多数あり、このような処理を行うための真空処理装置には枚葉式及びバッチ式のものがある。ここで枚葉式のものの中には、高スループット化への対応を考慮して例えば複数の真空処理室及びカセット室を共通の搬送室に接続したクラスターツールと呼ばれている構成のものが知られている。
【０００３】
図１３はこのような構成に係る真空処理装置の一例を示す平面図である。図中１１は、平面から見たときに例えば八角形をなす搬送室であり、その周囲には例えば六つの真空処理室１２と、二つのカセット室１３とが接続されている。また搬送室１１には、回転及び進退自在に構成され、被処理体である半導体ウエハ（以下ウエハと略す）Ｗの搬送を行うための搬送アーム１４が設けられている。このような装置では先ずカセット室１３にカセットＣがセットされると、搬送アーム１４がこのカセットＣからウエハＷを取り出し、取り出したウエハＷを一の真空処理室１２へと受け渡す。そして全ての真空処理室１２が同じ処理を行う場合には各真空処理室１２にて並列して処理を行い、各真空処理室１２が異なる処理を行う場合には一つの処理が終わった後、他の真空処理室１２にて他の処理を行い、こうして処理が終了したものから順次カセットＣへと戻される。このような装置では、搬送室を共通化しているため、真空処理室とロードロック室とを１対１で接続する場合に比べてスペースを少なくすることができ、更に上記のように複数のウエハＷを並列して行うことができ、或いは一枚のウエハＷに複数の処理を連続して行うことができるため、高スループットが期待できる等の利点がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述したような真空処理装置は高い清浄度を維持したクリーンルーム内に設ける必要があるが、クリーンルームは単位面積当たりのランニングコストが高いため、コスト削減のためにはより一層の省スペース化を図る必要がある。特に近年では半導体デバイスの高集積化に伴い、多工程化が進んでいることから、またスループットを一層向上させることから一の装置に設けられる真空処理室の数は増加する傾向にあるが、一方においてウエハサイズの大口化に伴って各真空処理室についても大型化が進んでいるため、結果としてクリーンルーム内における装置全体の占有面積は飛躍的に拡大しており、省スペース化は切実な問題となっていた。
【０００５】
本発明はこのような事情に基づいてなされたものであり、その目的は、複数の真空処理室に共通の搬送室を組み合わせてなる枚葉式の真空処理装置において、スペース効率を高める技術を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る真空処理装置は、気密構造をなす搬送室と、
この搬送室と搬入出口を介して気密に接続され、圧力調整可能なロードロック室と、
前記搬送室に当該搬送室の周囲に沿って搬入出口を介して気密に接続される複数の枚葉式の真空処理室と、
前記搬送室に設けられ、前記ロードロック室及び前記複数の真空処理室との間で被処理体の受け渡しを行う搬送手段と、を備え、
複数の真空処理室の中には、互いに上下に重なるように配置される組が含まれることを特徴とする。
【０００７】
「複数の真空処理室の中には、互いに上下に重なるように配置される組が含まれる」とは、例えば第１の真空処理室と第２の真空処理室とが互いに重なり合っており、別の第３の真空処理室が第１の真空処理室と第２の真空処理室の組とは平面方向に離れて設けられている場合、あるいは互いに上下に重なるように配置される真空処理室の組の複数が搬送室の周囲に配置されている場合、更には互いに上下に重なるように配置される真空処理室の組が１組だけ設けられている場合、のいずれをも含む。ロードロック室は、例えば複数の被処理体を収納するカセットが置かれるカセット室である。
【０００８】
このような構成によれば、いわゆるクラスターツールにおいて枚葉式の真空処理室を上下に重なるように配置しているため、真空処理室を搬送室の周囲に平面的に配置していた従来構成の利点を残したまま、スペース効率を大幅に高めることができ、更にはクリーンルーム内における占有スペースを減らせるため、クリーンルームの運用コストを軽減することができる。
【０００９】
また上記構成における真空処理室の排気口は真空処理室の底面に形成され、当該排気口に接続する排気管及び真空排気手段により排気されることが好ましく、このような構成によれば、例えば真空処理室内でＣＶＤによる成膜処理がなされるときに粘性流の発生を抑え、被処理体に対して均一性の高い処理を行うことができるという効果がある。上記成膜処理を行う場合には、例えば被処理体を載置するための載置台と、この載置台に載置された被処理体に成膜ガスの供給を行うガス供給部と、前記被処理体の加熱を行う加熱部と、を備えた真空処理室を用いることが好ましい。更に例えば搬送室は平面的に見て多角形に形成されており、その一辺にロードロック室が接続され、他の各辺に互いに上下に重なるように配置された真空処理室の組が接続される。
【００１０】
更に上下に重なるように配置される真空処理室については、上段側の真空処理室の排気口を平面的に見たときにオフセットスペース（下段側の真空処理室と重ならない領域）に形成することが好ましい。このような構成によれば、上段側の真空処理室のずれている部分の下方側には真空処理室が存在しないため、当該部位のメンテナンス性が向上することに加え、例えばこのずれた部位の底面に排気管を接続することで、例えばクリーンルームの底面に設けた真空排気手段の高さ位置まで排気管を屈曲させずに配管することができ、排気コンダクタンスを小さくできるという効果が生じる。また例えばオフセットスペースは、上段側の真空処理室に接続される排気管の外径よりも大きく、上段側の真空処理室と下段側の真空処理室との配置がずれている方向における上段側の真空処理室の幅よりも小さい
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に本発明に係る真空処理装置の第１の実施の形態について、被処理体としてウエハＷを用いた場合を例に取り、図１〜図４を参照しながら説明する。図１及び図２は本装置の全体構成を示す斜視図及び平面図であり、図中２は搬送室である。この搬送室２は平面的に見たとき五角形となるように形成された気密構造のチャンバであり、その内部には搬送室２の周囲に接続して設けられる後述するカセット室や真空処理室との間でウエハＷの受け渡しを行うための搬送手段２１が設けられている。この搬送手段２１は、ウエハＷを例えば裏面側にて吸着すると共に水平保持が可能に構成されるアーム２２と、このアーム２２を回転、昇降及び進退自在とするための駆動機構２２ａとで構成される。また、ここでは説明の便宜上図示を省略しているが、実際には搬送室２の天井部は例えばガラス板により塞がれており、更に搬送室２の内部空間は図示しない排気手段により所定の真空雰囲気に維持されるように構成されている。
【００１２】
搬送室２の側壁について、前記五角形をなす各面毎に側壁２３〜２７と呼ぶものとすると、側壁２３及び２４には夫々搬入出口３１が形成されており、これら搬入出口３１を介して圧力調整可能なロードロック室であるカセット室３Ａ，３Ｂが夫々気密に接続されている。カセット室３Ａ及び３Ｂは同様のものであるためカセット室３Ａを例に説明すると、カセット室３Ａの内部には例えば２５枚のウエハＷを多段に収納可能なカセットＣが載置されており、このカセットＣは、カセット室３Ａの上部に設けられる蓋体３２を介して搬入出可能とされている。またカセット室３Ａの内部には、搬入出時にカセットＣを昇降させるための昇降機構や、カセット室３Ａ内を所定の減圧雰囲気に保つための排気手段等が設けられているがこれらについては図示を省略している。
【００１３】
なお、本実施の形態では、ロードロック室は、カセット室３Ａ、３Ｂとして構成されるが、これらは、後述するように、他のタイプのロードロック室とすることもできる。典型的には、ロードロック室は、真空側の搬送室２と大気側の搬送室とを接続するバッファ室として構成することができる。この場合、ロードロック室内には、単数或いは複数のウエハを待機させるラック或いはテーブルや、ウエハを加熱或いは冷却する機構を配設することができる。
【００１４】
搬送室２の他の側壁２５〜２７には各々に２つずつ搬入出口４１が形成されており、これら搬入出口４１を介し、各側壁２５〜２７毎に２個ずつの真空処理室４（４Ａ〜４Ｆ）が夫々気密に接続されている。この例では側壁２５〜２７の大きさ、及びこれに接続される真空処理室４（４Ａ〜４Ｆ）の大きさは全て同じサイズであり、更に各組の真空処理室４の配置形態（側壁に対する真空処理室の接続位置）についても同じである。また各真空処理室４にはガス供給系、排気系が設けられており、上段側の真空処理室４（４Ａ，４Ｃ，４Ｅ）と下段側の真空処理室４（４Ｂ，４Ｄ，４Ｆ）との間にはスペースが存在するが、図示の便宜上スペースを入れずに重ねて記載してある。以下側壁２５に接続される真空処理室４（４Ａ，４Ｂ）を例に取り、その詳細な説明を行う。なおこれまで述べてきた全ての搬入出口、即ちカセット室３Ａ、３Ｂの各搬出入口３１、及び真空処理室４Ａ〜４Ｆの各搬出入口４１には、開閉自在な仕切り弁であるゲートバルブＧが設けられている。
【００１５】
ここで各真空処理室４（４Ａ〜４Ｆ）にガス供給系、排気系などを含めた全体を真空処理ユニット４０と呼ぶものとし、真空処理室４Ａにおける真空処理ユニット４０を例に取り、図３を参照しながらその構成を説明する。真空処理室４Ａ内にはウエハＷを載置するための例えば円柱状をなす載置台５１が設けられており、この載置台５１と真空処理室４Ａの内壁との間にはウエハＷの周方向において均一な排気を行うためにバッフル板５１ａが設けられている。載置台５１内部にはウエハＷを裏面側から加熱するためのヒータ５２が埋設され、更にリフトピン５３が突没自在に設けられている。このリフトピン５３は、真空処理室４Ａ内に進入してきた既述のアーム２２との間でウエハＷの受け渡しを可能にするものであり、昇降機構５４の働きにより上下する構成とされている。また載置台５１の下方側は、筒状の支持部５１ｂにて支持されており、例えばその内部には当該支持部５１ｂから真空処理室４Ａの外方へと延びる図示しない用力線が設けられている。用力線には、例えばヒータ５２への電力供給線、温度センサの信号線、静電チャック用の給電線などが含まれる。
【００１６】
真空処理室４Ａの天井部には例えば複数の拡散板を設けたガスシャワーヘッド５５が、載置台５１と対向して設けられている。このガスシャワーヘッド５５は、ガス供給管５６から送られてくるＣＶＤ処理用の成膜ガスを、当該ガスシャワーヘッド５５の下面に形成されるガス噴出孔部５７を介して、ウエハＷ上に供給するものである。またガスシャワーヘッド５５の上部側は開閉自在とされており、内部メンテナンスを行うことができるように構成されている。
【００１７】
真空処理室４Ａの外観は箱形をなしているが、図４に示すように内壁面４２についてはガスシャワーヘッド５５から供給される成膜ガスの流れ等を考慮して円筒状に形成され、搬入出口４１側はフラットな面として形成されている。また図示は省略するが、真空処理室４Ａの上部側または側壁部は開閉自在に構成されており、例えばガスシャワーヘッド５５を真空処理室４Ａから取り外し、取り外したガスシャワーヘッド５５のメンテナンス作業を装置外部で行えるようになっている。
【００１８】
真空処理室４Ａの底面には、例えば内壁面４２の周方向の輪郭がなす円の中心、即ち載置台５１の中心から例えばその中心が１００〜５００ｍｍ偏心した位置に排気口４３が形成されており、この排気口４３には、例えば管径が３０ｍｍ〜２００ｍｍの排気管４４の一端が接続されている。排気管４４の他端側は排気口４３から真っ直ぐ下方側へと延び、例えばクリーンルーム１００の下方面に設けられる真空排気手段である真空ポンプ４５の高さ位置にて屈曲して真空ポンプ４５に接続する構成とされている。なお真空ポンプ４５の設置位置はクリーンルーム１００内に限られず、例えばクリーンルーム１００のパンチング床の下に設けてもよい。この場合には、排気管４４をクリーンルーム１００のパンチング床を貫通させるようにして配管してもよい。また排気管４４には図示しないバルブとマスフローコントローラとが介設されており、例えば真空処理室４Ａ内に処理ガスが供給されたとき、図示しない制御部からバルブの開閉調節とマスフローコントローラの調節とを行うことで、真空処理室４Ａ内の雰囲気を所定の真空度に維持できるようになっている。
【００１９】
次いで真空処理室４Ａ及び４Ｂの組を例に、組をなす各真空処理室４の配置レイアウトについて説明を行うと、図１から図３に示すように、真空処理室４Ｂの中心は真空処理室４Ａの中心から搬送室２の側壁２５の外表面に沿った水平方向にずれて配置されてる。このため、処理室４Ａの下側で処理室４Ｂの隣接側壁の横にオフセットスペースＳｏが形成される。本実施の形態では、上記水平方向において、オフセットスペースＳｏは、処理室４Ａの排気管４４の幅より大きく且つ処理室４Ａの幅の半分より小さい幅を有する。処理室４Ａの排気口４３はオフセットスペースＳｏの真上に配置され、その排気管４４はオフセットスペースＳｏを通して下方に垂直に延びる。即ち、図３に示すように上段側の真空処理室４Ａの底面には、排気口４３が当該真空処理室４Ａの底面における偏心した位置に形成されており、下段側の真空処理室４Ｂは上段側の真空処理室４Ａの排気口４３を塞がず、且つ当該排気口４３に接続する排気管４４側に寄せた位置に設けられる。
【００２０】
処理室４Ａ、４Ｂの排気管４４、４４は、対応の真空ポンプ４５に至るまでの屈曲回数は例えば同じとなるように設定される。これにより、処理室４Ａ、４Ｂの排気管４４、４４のコンダクタンスを近似させることができる。なお、必要に応じて、短い方の排気管４４に湾曲部を設ける等の変更を行うことにより、コンダクタンスの調整を行うことができる。
【００２１】
一例を挙げると、これら真空処理室４Ａ及び４Ｂは、図５の斜視図に示すように一対の枠型部材４６及びボルト４７にて固定される。また図示は省略するが、例えば真空処理室４Ａ及び４Ｂの底部を、夫々独立した基体にて固定する構成としてもよい。そして真空処理室４Ａ及び４Ｂは、このように固定された状態で前方側に形成される開口部４８と、これに対応する既述の搬入出口４１とが連通するように側壁２５と気密に接続される。なお図１及び図５では作図の便宜上、組をなす真空処理室４（例えば真空処理室４Ａと４Ｂ）の間に形成されるスペースを省略して図示している。
【００２２】
次いで本実施の形態の作用について説明する。先ず例えば２５枚のウエハＷが保持されたカセットＣをカセット室３Ａ，３Ｂ内に搬入し、蓋体３２を閉じてカセット室３Ａ，３Ｂ内を搬送室２内と同程度の真空度になるまで真空排気する。その後カセット室３Ａ及び３ＢのゲートバルブＧを開き、搬送手段２１のアーム２２によりカセット室３Ａ内のカセットＣのウエハＷを受け取り、例えば真空処理室４Ａ内へと進入して載置台５１に載置する。次いで例えばアーム２２は同様の手順でカセットＣから他の真空処理室４Ｂ〜４ＦへのウエハＷの搬送を繰り返し、各真空処理室４（４Ａ〜４Ｆ）では並行してウエハＷに対する処理が行われる。
【００２３】
例えば真空処理室４Ａは、ゲートバルブＧを閉じ、ヒータ５２によりウエハＷを所定の温度となるまで昇温すると共に真空処理室４Ａ内の雰囲気を所定の真空度となるように真空排気を行う。そして、例えば成膜ガスとしてＴｉＣｌ４ガスをＮＨ３ガスと共にガスシャワーヘッド５５から供給し、熱エネルギーによる化学的気相反応によりウエハＷの表面全体にＴｉＮの薄膜が形成される。こうして真空処理室４Ａ〜４Ｆ内で処理が終了したウエハＷは、カセット室３Ａ、３Ｂ内のカセットＣに戻される。
【００２４】
これまで述べてきたように本実施の形態によれば、真空処理室４（４Ａ〜４Ｆ）を二段に重ねると共に、この二段に重ねた真空処理室４の組を搬送室２の周囲に配置する構成としているため、スペース効率を大幅に高めることができ、更にはクリーンルーム内における占有スペースを減らせるため、クリーンルームの運用コストを軽減することができる。また上段側の真空処理室４Ａでは排気口４３を偏心させた位置に形成しているため、真空処理室４Ａと真空処理室４Ｂとのオーバーラップ領域を大きく取れ、結果としてメンテナンス領域を確保しながらスペース効率を高めることができることになる。
【００２５】
また、組をなす真空処理室４（例えば真空処理室４Ａ，４Ｂ）の配置について言えば、各々を横にずらした状態で上下に重ねているため、上側の真空処理室４Ａにおいてずれている部分の下方側には真空処理室４Ｂが存在せず、当該部位のメンテナンスが容易になる。即ち、真空処理室４における搬送室２と反対側にはメンテナンス領域となる場所があり、ここからオペレータが載置台５１の支持部５１ｂを取り外すなどのメンテナンスを行うことになるが、真空処理室４Ａの下方側にオフセットスペースＳｏが存在するため、メンテナンス性がよいという利点がある。
【００２６】
更に真空処理室４Ａに接続する排気管４４は、当該真空処理室４Ａの底面のずれている部位に接続される。つまり処理室４Ａの排気口４３はオフセットスペースＳｏの真上に配置され、その排気管４４はオフセットスペースＳｏを通して下方に延びるため例えばクリーンルーム底面に設けられる真空ポンプ４５の高さ位置まで屈曲させずに配管でき、排気コンダクタンスを大きくすることができる。これにより各真空処理室４における内部圧力を、排気管の屈曲部位が多い従来構成の装置よりも下げることが可能となり、例えば大型の真空ポンプを用いなくても高い真空度を保つことができるようになる。また、ガス流量（ガス負荷）を増加させることができるという効果もある。
【００２７】
図６及び図７は、カセット室及び真空処理室のサイズ（底面積）を共通としたとき、本実施の形態が従来技術に対してどの程度有効であるかを示した概略平面図であり、以下これらの図を参照しながら本実施の形態の効果を視覚的に説明する。なおここでは便宜上、カセット室及び真空処理室の平面形状を円形で示すものとし、更に参考として各真空処理室の排気口の位置を点線の小円にて図示している。
【００２８】
図６（ａ）に示す四角Ｐ１の線は、搬送室Ａ１の周囲に６個の真空処理室Ｂ１と２個のカセット室Ｂ２とを平面的に且つ密に配置したときに、これらが隙間なく収まる大きさを示すものであり、「従来の技術」の項にて説明した装置の占有面積に相当するものである。そして図６（ｂ）の内側の四角Ｐ２の線は図６（ａ）と同数の真空処理室Ｂ１及びカセット室Ｂ２を、本実施の形態と同様の手法で配置したときの占有面積を示すものであるが、図６（ｂ）に示すＰ１とＰ２とに挟まれる斜線部の面積を見れば明らかなように、本実施の形態によれば占有面積（フットプリント）が著しく縮小されており、具体的にはおよそ２５％以上の省スペース化を図ることが可能である。また図７は、図６（ａ）にて示した従来装置の占有面積Ｐ１内にどれだけ多くの真空処理室Ｂ１を設けることが可能か示したものであり、図示するように従来は真空処理室Ｂ１を６個しか設けられなかったところ、本実施の形態の手法によれば８個設けることができた。具体的には真空処理室Ｂ１の収容量を２０％以上増加させることが可能である。
【００２９】
更に上述実施の形態では、真空処理室４を重ねて配置するにあたり、搬送室２の各側壁に二段ずつ組にして設ける構成としたが、この真空処理室４の組は二段に限定されるものではなく、例えば図８（ａ），（ｂ）に示すように搬送室２の側壁に沿った水平方向において任意幅のオフセット幅Ｑを確保した状態で、三段或いはそれ以上の多段化を図ることも可能である。オフセット幅Ｑは、上述のように、上側の真空処理室６の排気管の幅より大きく且つ上側の真空処理室６の幅の半分より小さい幅を有するように設定することができる。
この場合において各真空処理室６（６Ａ〜６Ｃ）を多段化する方向は、図８（ａ）に示すような同一方向（図では左向き）に限定されず、例えば図８（ｂ）に示すように互い違いとすることで一層フットプリントを減少させることができる。即ち、図８（ａ）の実施の形態においては、真空処理室６Ａ〜６Ｃは、上側から下側に向かって同じ方向にずらされて多段化される。図８（ｂ）の実施の形態においては、真空処理室６Ａ〜６Ｃは、上側の真空処理室６Ａ、６Ｂの対のずれ方向と、下側の真空処理室６Ｂ、６Ｃの対のずれ方向とで異なるように多段化される。図９図示の実施の形態によれば、処理システムのフットプリントを一層減少させることができる。
【００３０】
また、本実施の形態においても排気口６１は各真空処理室６（６Ａ〜６Ｃ）の底面に形成されることが好ましく、更に底面における排気口６１の位置は、当該排気口６１に接続する排気管６２が、排気口６１から例えばクリーンルームの底面１００に設けられる真空排気手段６３の高さ位置まで屈曲することがないように、排気口６１の下方側を真空処理室６が遮らない位置であることが好ましい。
【００３１】
底部における排気口６１の位置は、下側の真空処理室６に重ならない位置であることが好ましい。これにより、排気口６１に接続する排気管６２が、排気口６１から例えばクリーンルーム１００の床上に設けられる真空排気部６３の高さ位置まで屈曲せずに、真っ直ぐに延びることが可能となる。
【００３２】
ところで、上述実施の形態における真空処理室を多段化する手法としては、例えば図９（第２の実施の形態）に示すように真空処理室７をずらすことなく積み重ねて配置し、各真空処理室７（７Ａ〜７Ｃ）の側面に排気口７１を形成して当該排気口７１に排気管７２を接続する手法を採ることもできるし、或いは図１０（第３の実施の形態）に示すように、真空処理室８Ａと８Ｂとを一定の間隔Ｒを形成した状態で上下に配置し、両者の底面中央に排気口８１を形成し、当該排気口８１と接続する排気管８２を介して両者の排気を行う手法を採ることもできる。
【００３３】
第２の実施の形態によれば、上下に重なる真空処理室７同士の間にずれがないため、これまで述べてきた他の実施の形態よりも更に省スペース化を図ることが可能である。また第３の実施の形態によれば、真空処理室８を上下に配置しているため従来よりも省スペース化を図ることができる。更にまた、真空処理室８内ではそのＣＶＤの条件によっては圧力を１．３３３２２×１０^２Ｐａ（１Ｔｏｒｒ）よりも高くして成膜処理を行うことがあるが、第３の実施の形態によれば、このような場合にも真空処理室８内にて粘性流が生じるおそれが少ないという利点がある。即ち、仮に真空処理室８の側方に排気口があったとするとバッフル板があったとしても流れが偏りやすいが、本実施の形態にように底面に排気口８１を形成するとこの偏りが抑えられるのである。従って、この点において第１及び第３の実施の形態は、第２の実施の形態よりも有利であるし、また既述のようにメンテナンス領域に排気管が飛び出さないので、メンテナンス性の向上という観点からも有利な構成である。
【００３４】
なお、真空処理室の構成は例えば図３にて示した真空処理室４の如き構成に限られるものではなく、例えば図１１に示す第４の実施の形態によることでも第１の実施の形態と同様の効果を得ることが可能である。以下真空処理室９（９Ａ，９Ｂ）のうち真空処理室９Ａを例にその内部構成を簡単に説明する。真空処理室９Ａの内壁面は、真空処理室４Ａにおける底面中央部を窪ませた形状とされている。この窪み部（凹部）９０には支持部９１が設けられており、支持部９１の上端には円柱状の載置台９２が設けられている。載置台９２内にはヒータ９２ａが埋設され、またリフトピン９２ｂが突没自在に設けられている。９２ｃはリフトピンの昇降機構であり、支持部９１ａの内部には例えば真空処理室９Ａの外方へと延びる図示しない用力線が設けられている。また、真空処理室９Ａの天井部にはガスシャワーヘッド９３が設けられており、ガス供給管９４から供給された成膜ガス（例えばＴｉＣｌ４ガス及びＮＨ３ガス）を、当該ガスシャワーヘッド９３の下面に形成されるガス噴出孔部９３ａを介して、ウエハＷ上に供給する構成とされている。
【００３５】
窪み部９０の側壁には、開口部９０ａを介して管径が例えば３０ｍｍ〜２００ｍｍの排気管９５の一端が接続されている。排気管９５の他端側は、開口部９０ａから側方側に向かって僅かに延びて屈曲し、真っ直ぐ下方側へと延びて既述の排気管４４と同様に真空ポンプ９６の高さ位置にて更に屈曲して、真空ポンプ９６へと接続する。ここで排気管９５と載置台９２との位置関係を示しておくと、上方から見たとき載置台９２の中心（真空処理室９Ａの内壁の中心）から上述した真っ直ぐ下方側に延びる部位における排気管９５の中心までの距離は例えば１００ｍｍ〜５００ｍｍである。排気管９５には図示しないバルブとマスフローコントローラが介設されている。
【００３６】
そして真空処理室９Ａ及び９Ｂの組を例に配置レイアウトの説明をすると、図示するように真空処理室９Ｂは真空処理室９Ｂと同一構造であり、天井部が真空処理室９Ａの底面（窪み部９０の外壁底面）に接近し、且つ一側面が真空処理室９Ａに接続する排気管９５に接近するように寄せた配置とされる。真空処理室９Ａ、９Ｂの間には、搬送室の側壁に沿った水平方向において、任意のオフセット幅が確保される。このため、真空処理室９Ａの下側で真空処理室９Ｂの隣接側壁の横にオフセットスペースＳｏが形成される。オフセット幅は、上述のように、上側の真空処理室９Ａの排気管の幅より大きく且つ上側の真空処理室９Ａの幅の半分より小さい幅を有するように設定することができる。また、真空処理室９Ａ、９Ｂの排気管９５、９５は、対応の真空ポンプ９６に至るまでの屈曲回数は同じとなるように設定することができる。
【００３７】
なお、本実施の形態では図３にて示したバッフル板５１ａに相当するものを設けていないが、成膜処理の種類によっては載置台９２の周囲を囲むように例えばバッフル板５１ａと同様のものを設けるようにしてもよく、また同様の理由から図３の構成においては逆にバッフル板５１ａを省略した構成としてもよい。
【００３８】
図１２は本発明の第５の実施の形態に係る半導体処理システムを示す平面図である。この処理システムは、五角形の平面形状を有する気密で圧力調整可能な真空搬送室１０２を有する。搬送室１０２の側壁に、２つのロードロック室１０３Ａ、１０３Ｂと６つの真空処理室１０４Ａ〜１０４Ｆとが接続される。搬送室１０２内には、ロードロック室１０３Ａ、１０３Ｂ及び真空処理室１０４Ａ〜１０４Ｆに夫々対応して被処理体基板である半導体ウエハＷを搬出入するための搬送機１２１が配設される。
【００３９】
各真空処理室１０４Ａ〜１０４Ｆは、ウエハＷに対して真空雰囲気で半導体処理を施すように構成され、搬送室１０２の側壁にゲートバルブＧを介して接続される。処理室１０４Ａ〜１０４Ｆは、搬送室１０２の３つの側壁の夫々に対して、上下２つの処理室がオーバーラップする態様で対となって配設される。処理室１０４Ａ〜１０４Ｆの配置態様は、図１図示の処理室４Ａ〜４Ｆと同様であるため、ここでは説明を省略する。なお、処理室１０４Ａ〜１０４Ｆの配置態様は図１０或いは図１１図示の実施の形態に従って変更することも可能である。
【００４０】
搬送機１２１は、回転、昇降及び進退可能な一対の多関節アーム１２４、１２５と、アーム１２４、１２５を回転、昇降及び進退させるための駆動機構１２３と、を有する。駆動機構１２３は、これを水平方向に移動するためのＸ―Ｙステージ１２２上に取り付けられる。アーム１２４、１２５の先端には、ウエハＷの裏面を吸着すると共に水平保持するビック１２６、１２７が配設される。
【００４１】
各ロードロック室１０３Ａ、１０３Ｂは、一方で真空搬送室１０２の側壁にゲートバルブＧを介して接続され、他方で導入側搬送室１４０の側壁にゲートバルブＧを介して接続される。各ロードロック室１０３Ａ、１０３Ｂは、大気圧と真空との間の圧力を調整するように構成される。各ロードロック室１０３Ａ、１０３Ｂはウエハを予備加熱する予熱機能と、処理済みの加熱状態のウエハを冷却する冷却機能とを併せ持ち、このような構造は、例えば、特開２０００―２０８５８９号公報に開示される。なお、図１２において符号１３２は、ウエハＷの載置台を兼ねた円形の冷却プレートを示す。
【００４２】
導入側搬送室１４０は、窒素ガス等の不活性ガスや清浄空気のダウンフローが形成された大気圧雰囲気の横長の箱体からなる。この横長の箱体の一側には、１つ乃至複数の、図示例では３台のカセット台１４６が配設される。各カセット台１４６には、１つずつカセット１４８が載置可能となる。
【００４３】
各カセット１４８内には、最大例えば２５枚のウエハＷを等ピッチで多段に載置して収容できる。各カセット１４８内部は、例え窒素ガス雰囲気で満たされた密閉構造となっている。導入側搬送室１４０内へは、各カセット台１４６に対応して配設されたゲートドア１５０を介してウエハが搬出入可能となる。
【００４４】
導入側搬送室１４０内には、ウエハＷをその長手方向に沿って搬送するための搬送ロボット１５２が配設される。搬送ロボット１５２は、導入側搬送室１４０内の中心部を長さ方向に沿って延びるように配設した案内レール１５４上にスライド移動可能に支持される。案内レール１５４には、移動機構として例えばリニアモーターが内蔵され、このリニアモータにより搬送ロボット１５２は案内レール１５４に沿って移動される。
【００４５】
導入側搬送室１４０の端部には、ウエハの位置合わせを行う位置合わせ装置１５６が配設される。位置合わせ装置１５６は、ウエハＷを載置した状態で駆動モータ（図示せず）によって回転される回転台１５８を有する。回転台１５８の外周には、ウエハＷの周縁部を検出するための光学センサ１６０が配設される。光学センサ１６０により、ウエハＷのノッチやオリエンテーションフラットの位置方向や位置ずれが検出される。
【００４６】
搬送ロボット１５２は、上下２段に配置された多関節形状になされた２つの搬送アーム１６２、１６４を有する。各搬送アーム１６２、１６４の先端には夫々２股状になされたピック１６３、１６５が取り付けられ、ピック１６３、１６５上に夫々ウエハＷが直接的に保持される。各搬送アーム１６２、１６４は屈伸自在で且つ各搬送アーム１６２、１６４の屈伸動作は個別に制御可能となる。また、搬送アーム１６２、１６４は基台に対する旋回方向に一体的に回転可能となる。
上述のように、本実施の形態に係る半導体処理システムにおいても、処理室１０３Ａ〜１０４Ｆを２段に重ねると共に、この２段に重ねた処理室の組を搬送室１０２の周囲に配置した構成を有する。このため、スペース効率を大幅に高めることができ、更には各処理室の下にオフセットスペースが形成されるため、メンテナンス作業が行いやすくなる。
【００４７】
以上において真空処理室に設けられる処理装置は、成膜装置に限られるものではなく、例えばＲＴＰ装置、エッチング装置、スパッタ装置またはアッシング装置などを用いることも可能である。また処理時における搬送室内の雰囲気は真空雰囲気に限定されるものではなく、例えば窒素ガス雰囲気であってもよい。
【００４８】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、複数の真空処理室に共通の搬送室を組み合わせてなる枚葉式の真空処理装置において、スペース効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る真空処理装置の第１の実施の形態の全体構造を示す概略斜視図である。
【図２】前記第１の実施の形態の全体構造を示す平面図である。
【図３】前記真空処理装置に設けられる真空処理室の内部構造及び関連部位について示す縦断面図である。
【図４】前記真空処理室の内部構造を示す横断面図である。
【図５】前記真空処理室の組み合わせについて示す概略斜視図である。
【図６】本発明の効果を説明するための比較説明図である。
【図７】本発明の効果を説明するための比較説明図である。
【図８】第１の実施の形態についての他の例を示す概略図である。
【図９】第２の実施の形態の構成を示す概略断面図である。
【図１０】第３の実施の形態の構成を示す概略断面図である。
【図１１】第４の実施の形態の構成を示す概略断面図である。
【図１２】第５の実施の形態の構成を示す概略断面図である。
【図１３】従来の技術に係る真空処理装置の全体構成を示す概略平面図である。
【符号の説明】
Ｃ　　　　　カセット
Ｗ　　　　　半導体ウエハ
２　　　　　搬送室
２１　　　　搬送手段
２３〜２７　側壁
３Ａ，３Ｂ　カセット室
４（４Ａ〜４Ｆ）　　真空処理室
４３　　　　排気口
４４　　　　排気管
４５　　　　真空ポンプ
５１　　　　載置台
５２　　　　ヒータ
５５　　　　ガスシャワーヘッド

Claims

気密構造をなす搬送室と、
この搬送室と搬入出口を介して気密に接続され、圧力調整可能なロードロック室と、
前記搬送室に当該搬送室の周囲に沿って搬入出口を介して気密に接続される複数の枚葉式の真空処理室と、
前記搬送室に設けられ、前記ロードロック室及び前記複数の真空処理室との間で被処理体の受け渡しを行う搬送手段と、を備え、
複数の真空処理室の中には、互いに上下に重なるように配置される組が含まれることを特徴とする真空処理装置。
真空処理室は、底面に形成される排気口及びこれに接続する排気管を介して真空排気手段により排気が行われることを特徴とする請求項１記載の真空処理装置。
上下に重なるように配置される真空処理室の組において、上段側の真空処理室の下方側でかつ下段側の真空処理室の側方にはオフセットスペースが形成され、上段側の真空処理室の排気口は、オフセットスペースに形成されることを特徴とする請求項２記載の真空処理装置。
オフセットスペースは、上段側の真空処理室に接続される排気管の外径よりも大きく、上段側の真空処理室と下段側の真空処理室との配置がずれている方向における上段側の真空処理室の幅よりも小さいことを特徴とする請求項３記載の真空処理装置。
排気管は真空処理室から真空排気手段の高さ位置に至るまで、屈曲箇所を有さないことを特徴とする請求項３または４記載の真空処理装置。
搬送室は平面的に見て多角形に形成されており、その一辺にロードロック室が接続され、他の各辺に互いに上下に重なるように配置された真空処理室の組が接続されることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の真空処理装置。
真空処理室は、被処理体を載置するための載置台と、この載置台に載置された被処理体に成膜ガスの供給を行うガス供給部と、前記被処理体の加熱を行う加熱部と、を備え、被処理体の表面に成膜処理を施すものであることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の真空処理装置。
ロードロック室は、複数の被処理体を収納するカセットが置かれるカセット室であることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の真空処理装置。