マルチレベル基板処理装置
【課題】床面積当たりの高いスループットを有する基板処理装置を提供する。
【解決手段】基板搬送部２４と基板処理チャンバ２６、２７とを含む基板処理装置２２において、基板搬送部は、搬送チャンバ３２と搬送機構３４とを有する。搬送機構は、回転可能ドライバ４８と、ドライバに回動可能に接続して鉛直方向に回動するアーム５０と、関節を有する手首６４によってアームの端部に回動可能に接続されている基板ホルダ５２とを有する。アームは、基板ホルダ５２を鉛直方向に上下動できる。基板処理チャンバは、鉛直方向に２つの異なるレベルで搬送チャンバに固定接続している。
【解決手段】基板搬送部２４と基板処理チャンバ２６、２７とを含む基板処理装置２２において、基板搬送部は、搬送チャンバ３２と搬送機構３４とを有する。搬送機構は、回転可能ドライバ４８と、ドライバに回動可能に接続して鉛直方向に回動するアーム５０と、関節を有する手首６４によってアームの端部に回動可能に接続されている基板ホルダ５２とを有する。アームは、基板ホルダ５２を鉛直方向に上下動できる。基板処理チャンバは、鉛直方向に２つの異なるレベルで搬送チャンバに固定接続している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板処理装置に関し、特に、搬送チャンバに接して垂直方向に異なる高さに基板処理チャンバを有する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
マットソンテクノロジ(Mattson Technology)は、２枚の半導体ウェハの出し入れを同時に行うアスペン（ASPEN）システムと呼ばれるシステムを有する。バッチシステム、単一のウェハシステム、クラスタツールシステムも、従来技術において公知である。米国特許第４，９５１，６０１号は、複数の処理チャンバおよび基板搬送装置を有する基板処理装置を開示する。米国特許第５，１８０，２７６号は、２つの基板ホルダを有する基板搬送装置を開示する。米国特許第５，２７０，６００号は、基板搬送装置の同軸駆動軸アセンブリを開示する。米国特許第４，０９４，７２２号は、４枚のウェハを保持する回転可能なパレットを開示する。米国特許第４，３８１，９６５号は、マルチプレーナ電極プラズマエッチャを開示する。米国特許第４，６７５，０９６号は、取り入れ・取り出し位置を並列に有する取り入れ・取り出しチャンバを開示する。他の関連技術は、以下のものを含む。すなわち、米国特許第１，１９０，２１５号、米国特許第２，２８２，６０８号
、米国特許第３，７３０，５９５号、米国特許第３，７６８，７１４号、米国特許第３，８２３，８３６号、米国特許第３，８７４，５２５号、米国特許第４，０６２，４６３号、米国特許第４，１０９，１７０号、米国特許第４，２０８，１５９号、米国特許第４，６６６，３６６号、米国特許第４，７２１，９７１号、米国特許第４，７３０，９７５号、米国特許第４，９０７，４６７号、米国特許第４，９０９，７０１号、米国特許第５，１５１，００８号、米国特許第５，３３３，９８６号、米国特許第５，４４７，４０９号、欧州特許公告第０４２３６０８号、日本特許公告第２−２９２１５３号である。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
本発明の一実施例によれば、基板処理装置は、基板搬送部と基板処理チャンバとから成る。基板搬送部は、搬送チャンバと、搬送チャンバに対して基板を輸送する搬送機構とを有する。基板処理チャンバは、搬送チャンバに固定接続されている。処理チャンバのうち第１の処理チャンバは、第２の処理チャンバの真上の平面内に配置されている。搬送機構は、第１および第２の処理チャンバに対して基板を輸送できる。
【０００４】
本発明の他の実施例によれば、基板を基板処理チャンバに対して輸送する基板搬送機構は、回転自在ドライバと、第１のアームと、第１の基板ホルダとからなる。第１のアームは、ドライバに回動可能に接続されている。アームにおいて、第１のアーム領域が第２のアーム領域に回動可能に接続されている。第１の基板ホルダは、第２のアーム領域に回動可能に接続されている。アーム領域のうちの少なくとも一方は、回動するとき、鉛直方向に回動しながら移動する。
【０００５】
本発明の他の実施例によれば、基板を基板処理チャンバに対して搬送する基板搬送機構は、第１のアームと基板ホルダとから成る。第１のアームは、互いに回動自在に接続された２つのアーム領域を有し、相対的に回動すると、並行に且つ鉛直方向に移動する。基板ホルダは、関節を有する手首によって、アーム領域の一方に可動に取り付けられている。手首は、少なくとも２つの方向に回動し、基板ホルダを水平状態に維持する。
【０００６】
本発明の他の実施例によれば、基板処理装置は、基板搬送部と、基板処理チャンバと、コントローラとから成る。基板搬送部は、搬送チャンバと、基板搬送機構とを有する。基板処理チャンバは、搬送チャンバに固定接続されている。処理チャンバは、少なくとも２つの鉛直方向に高さが異なる水平面に位置し、水平面のうちの少なくとも１つは、少なくとも２つの処理チャンバを有する。コントローラが存在して、基板搬送機構を制御することにより鉛直方向に高さが異なる水平面で基板を処理チャンバに対して出し入れする。
【０００７】
本発明の他の実施例によれば、基板処理装置の基板搬送機構は、ドライバと、２本のアームと、２つの基板ホルダとから成る。アームは、ドライバに回動自在に接続されて鉛直方向に移動する。各アームは、少なくとも２つのアーム領域を有する。基板ホルダの各々は、別々のアームに接続されている。
【０００８】
本発明の方法により、基板処理装置において基板を移動させる方法は、互いに回動自在に接続されている直列接続の部材を基板搬送機構に供給する行程から成る。部材の一方は、搬送機構の端部に接続された基板ホルダから成り、相対的な部材の回動運動を制御して、基板処理チャンバに対して実質的に直線的に基板ホルダを移動させる。
【０００９】
本発明の他の方法により、基板処理装置内で基板を移動させる方法は、アームを基板搬送機構に設けて基板ホルダにドライバを接続する行程からなる。アームは、中間のジョイントで互いに回動自在に接続されるとともに内側のジョイントでドライバに回動自在に接続されている２つの直列接続アーム領域を有する。基板ホルダは、端部のジョイントで少なくとも２本の回転軸に沿って移動するように、アームに回動自在に接続されている。そして、アーム領域と基板ホルダとドライバとの回転運動を制御して、鉛直方向に異なる位置および水平方向に異なる位置にある基板処理チャンバに対して基板ホルダを移動させる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、従来の基板処理装置の概念的な平面図である。
【図２】図２は、本発明の特徴を取り入れた基板処理装置の概念的な平面図である。
【図２Ａ】図２Ａは、図２に示す装置の部分概略図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、アームが伸長状態にある図２Ａと同様な部分概略図である。
【図２Ｃ】図２Ｃは、アームが右側処理モジュールの前方で収縮状態にある図２Ａと同様な部分概略図である。
【図２Ｄ】図２Ｄは、アームが伸長状態にある図２Ｃと同様な部分概略図である。
【図３】図３は、図２に示す装置の側面図である。
【図４】図４は、図３に示す２つのアーム領域の間のジョイントの断面図である。
【図５Ａ】図５Ａは、本発明の他の実施例の平面図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、図５Ａに示す装置の側面図である。
【図６】図６は、本発明の他の実施例の平面図である。
【図７】図７は、本発明の他の実施例の部分側面図である。
【図８】図８は、関節を有する手首の他の実施例の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の上記概念および他の特徴を、添付図面を参照しながら、以下の記載において説明する。
【００１２】
図１に、従来の基板処理装置１０を示す。装置１０は、搬送部１２と、４つの基板処理モジュール１４と、２つの基板エレベータモジュール１６とを有する。搬送部１０は、搬送チャンバ１８と搬送機構２０とを有する。搬送機構２０は、さまざまな基板処理モジュール１４とエレベータモジュール１６との間で基板を移動させることができる。
【００１３】
図２に、本発明の特徴を取り入れた基板処理装置２２を示す。装置２２は、搬送部２４と、４つの基板処理モジュール２６、２７、２８、２９と、２つの基板エレベータモジュール３０、３１とを含む。
【００１４】
搬送部２４は、搬送チャンバ３２と、搬送機構３４とを含む。図示した実施例において、搬送チャンバ３２は、ほぼ正方形であり、一端に２つの基板エレベータモジュール３０、３１が接続され反対側に４つの処理モジュール２６、２７、２８、２９が接続している。図３も参照する。エレベータモジュール３０、３１の各々において、フレーム３６が搬送チャンバ３２に固定接続している。可動ゲート、すなわちドア３８が、エレベータモジュール３０、３１の各々と搬送チャンバ３２との接合点に設けられている。エレベータモジュール３０、３１の各々は、基板Ｓのカセット４０を保持する。カセット４０は、エレベータモジュール３０、３１によって上下動することができる。別の可動ゲート、すなわちドア４２が、エレベータモジュール３０、３１の各々に設けられて、カセット４０を出し入れする。他の実施例において、任意タイプの基板エレベータモジュールや基板供給モジュールを設けることができる。
【００１５】
基板処理モジュール２６、２７、２８、２９の各々は、フレーム４４を有し、このフレーム４４は、搬送チャンバ３２にゲート機構４６によって固定接続されている。ゲート機構４６によって、パスを、チャンバ３２とモジュール２６、２７、２８、２９との間に開くことができる。また、ゲート機構４６を動かして、チャンバ３２からモジュール２６、２７、２８、２９を封止するためにパスを閉じることができる。モジュール２６−２９は、基板の加熱及び冷却を含む適宜のタイプの基板処理を行うように構成することができる。図示した実施例において、処理モジュール２６、２７、２８、２９は、２つの積層構造に配置される。第１のモジュール２６は、第２のモジュール２７の鉛直方向上方に位置する。第３のモジュール２８は、第４のモジュール２９の鉛直方向上方に位置する。他の実施例において、第１のモジュール２６は、第２のモジュール２７に対して鉛直方向真上ではない上方に配置することができる。例えば、第１のモジュール２６の中心軸は、第２のモジュール２７の中心軸からわずかにずれていることもある。他の場合は、第２のモジュールに対して全体的にずれている第１のモジュール２６を含むことがある。同じずれが、第４のモジュール２９に対する第３のモジュール２８に対して設けられることがある。または、オフセットやアライメントされたモジュールまたはモジュール対の適宜の組み合わせを設けることができる。モジュール２６、２７の対及びモジュール２８、２９の対は、並列に互いに隣接して配置される。図１の装置１０を図２の装置２２に比較して分かるように、装置２２の正面の幅Ｗ2は、装置１０の正面の幅Ｗ1よりもかなり小さい。複数基板処理装置が同一の部屋に置かれている状況において、装置２２の構成によって、処理装置のうち、以前の装置１０よりも所定の床面積に並列に置くことができる。以前の装置１０および装置２２の両方は、同じ数の処理モジュール、すなわち４つの処理モジュールを有する。これらは、両方とも実質的に同じ時間量において同じ機能を実行できる。同じ数の装置２２が使用される場合、以前の装置１０で使用したものよりも、使用される床面積が小さくなる。同様に、より多くの装置２２を、以前の装置１０と同じ床面積にて使用することができる。装置２２も、メンテナンスや修理のために、非常に接近した並行配置に置くことができ、処理モジュール２６、２７、２８、２９（全て一側面にある）への簡単なアクセスを備える。
【００１６】
従来の搬送機構２０は、単一の水平面内にて、基板をロードしたりアンロードする小なる鉛直方向移動によって、基板を移動させることのみが必要であった。他方、搬送機構３４は、鉛直方向にオフセットされた上方モジュール２６，２８及び下方モジュール２７，２９に対する出し入れのために、基板を鉛直方向に移動できることが必要であった。図３に示す実施例において、搬送機構３４は、回転可能ドライバ４８と、アーム５０と、基板ホルダ５２とを含む。回転可能ドライバ４８は、メインコントローラ５４に接続している。メインコントローラ５４は、コンピュータを含む。このコンピュータは、ゲート３８、４２、４６等の、装置２２の他の部品にも接続されている。コントローラ５４は、矢印Ａ１に示すように、ドライバ４８の軸回転を制御する。アーム５０は、第１のアーム領域５６と、第２のアーム領域５８とからなる。第１のアーム領域５６は、ジョイント６０にてドライバ４８に回動自在に接続されて、矢印Ａ２に示すように、鉛直方向にのみ、ドライバ４８に対して回転する。すなわち、第１のアーム領域５６は、軸中心の鉛直方向以外は、ドライバ４８に対する運動に制限されている。第２のアーム領域５８は、一端部がジョイント６２にて第１のアーム領域５６の反対の端部に、矢印Ａ３により示すように回動自在に接続されている。この接続は、第２のアーム領域５８が、第１のアーム領域５６に対して鉛直方向においてのみ回動するように、制限されている。第２のアーム領域５８の反対の端部に、関節接続の手首６４が存在する。手首６４によって、基板ホルダ５２はアーム５０に接続される。手首６４は、矢印Ａ４にて示すように、ジョイント６６でアーム５０に回動自在に取り付けられている。ジョイント６６での接続は、手首６４がジョイント６６で第２のアーム領域５８に対して垂直方向にのみ回動されるように制限されている。基板ホルダ５２は、矢印Ａ５に示すように、手首６４の上部に回動自在に接続している。この接続も、基板ホルダ５２がこの接続で手首６４に対して水平方向においてのみ回動するように、制限されている。
【００１７】
図３は、右下の処理モジュール２７に基板Ｓを挿入しようとしている位置Ｂにある搬送機構３４を示す。図３は、右上の処理モジュール２６に基板Ｓを挿入しようとしている異なる位置Ｃにある点線で示された搬送機構３４も示す。位置Ｂおよび位置Ｃを比較するときに気付くように、位置Ｂおよび位置Ｃにおいて、基板ホルダ５２はそれぞれ水平な高さにある。具体的には、搬送機構３４は、基板ホルダを搬送機構３４のあらゆる位置において水平レベルに維持する。これは、基板Ｓの基板ホルダ５２での移動を防ぐのに有効である。図４に、ジョイント６２の領域を示す。分かるように、第１のアーム領域５６は、内部を挿通するチャネル６８を有する。第２のアーム領域５８は、シャフト７０によって第１のアーム領域５６に接続されている。シャフト７０は、ジョイントで真空シール７２によって第２のアーム領域５８にしっかりと接続している。シャフト７０は、第１のアーム領域５６へと延在して、２つのベアリング７４によって回転自在に接続されている。磁性流体（ferrofluidic）シール７６やリップシール等の大気に対する真空シール（atmospheric to vacuum seal）が、シャフト７０の入り口で第１のアーム領域５６に向けて設けられている。シャフト７０は、内部を挿通するチャネル７８を有し、第２のアーム領域５８は、内部を通過するチャネル８０を有する。３つのチャネル６８、７８、８０は、制御ケーブル８２をアーム５０を経由して手首６４及び基板ホルダ５２にまで通過させるためのパスを形成する。第１のアーム領域５６に、ジョイント移動制御領域８４が位置する。図示した実施例において、ジョイント移動制御領域８４は、第１のアーム領域５６に対してシャフト７０を軸方向に回転させるのに適している電気モータである。ジョイント移動制御領域８４は、制御ケーブル８２の部分８２’に接続している。図示した実施例において、制御ケーブル８２は、コントローラ５４および電源まで回転自在ドライバ４８を介して延在する電気ケーブルである。ジョイント６０での回転自在ドライバ４８への第１のアーム領域５６の接続は、ジョイント６２の場合と実質的に同一である。同様に、ジョイント６６での第２のアーム領域５８の端部への手首６４の接続は、ジョイント６２の場合と実質的に同一である。しかし、他の実施例において、任意のタイプの機械的ジョイント構造や接続を、３つのジョイント６０、６２、６６で行うことができる。更に、ジョイント構造は、実質的に同一である必要はない。ジョイント移動制御領域８４は、電気モータと記載したが、２つの部材の相対位置を知らせる電気位置センサやエンコーダ８４ａを含む。他の実施例において、位置エンコーダは光である。制御ケーブル８２は、流体または気体用の導管を含むことがある。チャネル６８、７８、８０も、基板Ｓの基板ホルダ５２に対する保持を支援する装置や機構（図示せず）に関しては、基板ホルダ５２との接続用に、内部を延在する別のケーブルや導管を有することがある。手首６４も、水平回転領域６５を含み、水平回転領域６５は、基板ホルダ５２に接続されて、矢印Ａ５に示すように回転する。搬送チャンバ３２は、好ましくは空気の無い状態、すなわち真空に維持されている。しかし、チャネル６８、７８、８０は、好ましくは大気に開放されている。これが、シール７２、７６および他のシール（図示せず）がジョイントにて設けられる理由である。チャネル６８、７８、８０は、好ましくは、搬送チャンバ３２の真空から密封されて、アームにある制御ケーブル及び他の制御部材を保護すると共に、チャンバ３２の環境を保護する。アームにある制御ケーブル及び他の制御部材は、チャンバ２３から分離して維持されて、モジュール２６−２９からチャンバ３２に入ることがある腐食ガスからの腐食を防ぎ、モジュールから極端な高温および低温の有害な影響を防止し、電気ノイズ干渉から制御部材を隔離する。チャンバ３２の真空環境は、ジョイントの制御部材及び潤滑油によって汚染物質粒子またはガスの影響から保護されている。しかし、他の実施例において、チャネル６８、７８、８０を真空に維持しても良い。
【００１８】
上述のように、基板ホルダ５２は、水平レベルに維持されて、基板Ｓのホルダ上での移動を防止すべきである。これをなしとげるために、コントローラ５４は、２つのアーム領域５６、５８の相対位置に基づいて、さらに、回転可能ドライバ４８に対する第１のアーム領域５６の位置に基づいて、枢軸点６６でのアーム５０に対する手首６４の回転を自動制御する。最初の２つのジョイント６０、６２にある位置センサは、回転可能ドライバ４８と、第１のアーム領域５６と、これに対する第２のアーム領域５８との位置を、コントローラ５４に信号を送る。コントローラ５４は、基板ホルダ５２を水平面内に置くために、予めプログラムされた情報に基づいて、第２のアーム領域５８に対する手首６４の位置を選択するように予めプログラムされている。他の実施例において、コントローラは、部材４８、５６、５８の検出された位置に基づいたアルゴリズムを使用することがある。他の実施例において、手首６４は、能動自己制御水平レベル化装置を有することができる。さらに他の実施例において、例えば、基板がホルダによって積極的に把持される場合、非水平基板移動に対応していることもある。さらに他の実施例において、装置２２は、本発明に引用されている米国特許第５，２７９，３０９号に記載されているような、３次元ビーコン・光センサを有することができる。
【００１９】
搬送機構３４は、コントローラ５４によって制御されて、処理モジュール２６、２７、２８、２９およびエレベータモジュール３０、３１に対してほぼ直線的に基板ホルダ５２を移動させる。これを行うために、水平回転領域６５および回転自在ドライバ４８は、アーム５０が伸縮されてアーム５０の他の点では放射状の移動を補正すると回転される。例えば、図２Ａおよび図２Ｂを参照すると、アーム５０が、図２Ａに示す収縮位置から図２Ｂに示す伸長位置に伸長するとき、回転可能ドライバ４８は、矢印Ａ１aに示すように回転され、水平回転領域６５は、矢印Ａ５aに示すように回転される。回転Ａ１a，Ａ５aの速度は、アーム５０のアーム領域の回転に基づいてコントローラ５４によって制御され、故に、基板ホルダ５２および基板Ｓは、ほぼ直線状のパスに沿って処理モジュール２８に挿入される。同様に、アーム５０が、図２Ｂに示す伸長位置から図２Ａに示す収縮位置に縮むとき、回転自在ドライバ４８は、矢印Ａ１bに示すように回転され、水平回転領域６５は、矢印Ａ５bに示すように回転される。これによって、処理モジュール２８内部からの基板ホルダのほぼ直線的な引き込みが可能になる。基板ホルダ５２が左下方の処理モジュール２９に対して出し入れされるとき、同様の補償回転が行われる。図２Ｃおよび図２Ｄに、右上方の処理モジュール２６に対するアーム５０の伸縮を示す。アームが伸長する間、補償回転Ａ１cおよびＡ５cが行われる。アームが縮む間、補償回転Ａ１dおよびＡ５dが行われる。同様の補償回転は、右下方の処理モジュール２７に対しても行われる。同様に、同様の補償回転が、エレベータモジュール３０、３１に対する挿入及び引き出しに対して行われる。他の実施例において、モジュール２６−３１が適切に配置されて、伸長および収縮の搬送機構の未補償移動パスに対して適切な入口を有する場合は、回転自在ドライバ４８および水平回転領域６５による補償回転は、行う必要はない。他の実施例において、コントローラが水平回転領域６５および回転自在ドライバ４８を動かして補償回転を行うよりは、補償回転は、アーム領域５６、５８の移動に基づいて、機械的にドライバ４８及び領域６５を回転させるアーム５０への直接機械的結合によって行うこともできる。これは、本発明に引用されている米国特許第５，４３１，５２９号にて開示されるような、ギアやベルト、バンドなどの手段によって行われる。アーム領域５６、５８が回動するときに基板ホルダを垂直方向に移動させるアーム５０の能力によって、搬送機構３４は、モジュール２６‐３１において基板を上下動させるために、回転自在ドライバ４８を鉛直方向に可動とすることは必要ではない。しかし、回転自在ドライバ４８は、必要に応じて鉛直運動機構を含む。他の実施例において、手首６４は、コントローラ５４に接続された垂直移動体（mover）を含み、モジュール２６−３１において基板ホルダ５２を鉛直方向に上下動せしめる。他の実施例において、アーム５０は、３つ以上のアーム領域を含むことがある。回動アーム領域に加えて関節を有するアーム領域を設けることもできる。本発明に引用している米国特許出願第０８／５８７０８７号に開示されるように、一度に基板に保持して搬送できる基板ホルダを使用することともできる。
【００２０】
図５Ａおよび図５Ｂに、本発明の他の実施例を示す。基板処理装置１００は、図１に示される装置１０と同様な上面を有する。しかし、装置１００は、８つの処理モジュール１０２と、ほぼ六角形状の搬送チャンバ１０４と、搬送機構１０６と、４つのエレベータモジュール１０８とを有する。図５Ｂに示すように、装置１００は、処理モジュール１０２を２つの高さＤ，Ｅに有する。処理モジュール１０２は、４つの位置Ｆ、Ｇ、Ｈ、Ｉに配置され、各位置において２つのモジュール１０２が積層されている。搬送機構１０６は、図３に示す機構３４とほぼ同じである。しかし、本実施例において、第１のアーム領域１１０は、回転自在ドライバ１１２に対して中央に取り付けられている。更に、第２のアーム領域１１４は、第１のアーム領域の中心軸と同じ平面に中心軸を有するように、第１のアーム領域１１０に取り付けられる。しかし、適宜の鉛直回動アーム構成を形成することもできる。図１を図５Ａと比較すると分かるように、装置１００の軌跡は、装置１０の軌跡と同じである。しかし、装置１００は、２倍の基板処理モジュールを有し、故に、装置１０よりも床面積当たり高いスループットを有する。
【００２１】
図６に、他の実施例を示す。本実施例において、基板処理装置２００は、搬送機構２０２以外は図２に示す装置２２とほぼ同じである。装置２００は、搬送チャンバ３２と、４つの処理モジュール２６−２９と、２つのエレベータモジュール３０、３１とを有する。搬送機構２０２は、主回転装置２０４と、２つの副回転装置２０６と、２本のアーム２０８と、２つの基板ホルダ２１０とを含む。主回転装置２０４は、時計回りまたは反時計回りのいずれかの方向に、副回転装置２０６およびアーム２０８を回転させることができる。２つの副回転装置２０６は、独立に回転自在である。したがって、主回転装置は、エレベータモジュール３０、３１と処理モジュール２６−２９との間で基板を移動させるために使う必要がない。このタイプの実施例により、スループットを増加させることができる。図２に示す装置は、図６に示すような２つの別々の基板ホルダよりは、複数基板のホルダを有することができる。勿論、モジュール２６−３１は、複数の基板と複数基板のホルダとを収容するように構成することが必要である。
【００２２】
図７に、他の実施例を示す。本実施例において、搬送機構２２０は、３本のアーム２２２、２２４、２２６と、関節を有する手首２２８と、基板ホルダ２２９と、垂直移動体２３０とを有する。基板処理装置も、垂直円筒体に処理モジュール２３２を３つの高さに有する。移動体２３０は、第１のアーム２２２を鉛直方向に上下動させるように構成されている。第１のアーム２２２は、実質的に鉛直方向に維持され、移動体も、第１のアーム２２２を軸中心に回転せしめて、アーム２２４、２２６と、手首２２８と、ホルダ２２９とを第１のアーム２２２の中心軸を中心として回転せしめる。アーム２２４、２２６の回動と組み合わせた第１のアーム２２２の鉛直移動によって、垂直方向の高さが異なる３つのモジュール２３２に対する基板ホルダ２２９の出し入れを行うことができる。もちろん、処理モジュールを、４つ以上の異なる高さに設けることもできる。更に、ある高さのモジュールが次の高さのものに対してずれているように、モジュールは、鉛直方向においてアライメントされている必要はない。これは、モジュールへのダクト線に対して必要とされるか、または操作するためにモジュールのモータに対して領域を設けるために必要とされる。
【００２３】
図８に、関節を有する手首２５０の他の実施例を示す。本実施例において、第２のアーム領域５８は、矢印Ａ４８に示すように、手首２５０の上部に回動自在に接続されている。水平回転領域２５２は、手首２５０の底部に位置して、矢印Ａ５8に示すように回転できる。このタイプの実施例について、基板ホルダ２５４は、主回転装置を中心としてアームを回転させずに、処理装置の対向する側部の間に移動することができる。アームは、振り子と同様に、手首２５０を前後に揺動せしめるのみであり、回転装置２５２は、基板ホルダ２５４の向きを変える。他の実施例において、関節を有する適宜のタイプの手首を設けることができる。
【００２４】
なお、上記説明は、本発明を説明するのみである。さまざまな代替例および変形例が、当業者によって本発明の請求の範囲から逸脱せずに導出されるものである。それ故に、本発明は、請求の範囲に含まれる様々な代替例、変形例を含むものである。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板処理装置に関し、特に、搬送チャンバに接して垂直方向に異なる高さに基板処理チャンバを有する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
マットソンテクノロジ(Mattson Technology)は、２枚の半導体ウェハの出し入れを同時に行うアスペン（ASPEN）システムと呼ばれるシステムを有する。バッチシステム、単一のウェハシステム、クラスタツールシステムも、従来技術において公知である。米国特許第４，９５１，６０１号は、複数の処理チャンバおよび基板搬送装置を有する基板処理装置を開示する。米国特許第５，１８０，２７６号は、２つの基板ホルダを有する基板搬送装置を開示する。米国特許第５，２７０，６００号は、基板搬送装置の同軸駆動軸アセンブリを開示する。米国特許第４，０９４，７２２号は、４枚のウェハを保持する回転可能なパレットを開示する。米国特許第４，３８１，９６５号は、マルチプレーナ電極プラズマエッチャを開示する。米国特許第４，６７５，０９６号は、取り入れ・取り出し位置を並列に有する取り入れ・取り出しチャンバを開示する。他の関連技術は、以下のものを含む。すなわち、米国特許第１，１９０，２１５号、米国特許第２，２８２，６０８号
、米国特許第３，７３０，５９５号、米国特許第３，７６８，７１４号、米国特許第３，８２３，８３６号、米国特許第３，８７４，５２５号、米国特許第４，０６２，４６３号、米国特許第４，１０９，１７０号、米国特許第４，２０８，１５９号、米国特許第４，６６６，３６６号、米国特許第４，７２１，９７１号、米国特許第４，７３０，９７５号、米国特許第４，９０７，４６７号、米国特許第４，９０９，７０１号、米国特許第５，１５１，００８号、米国特許第５，３３３，９８６号、米国特許第５，４４７，４０９号、欧州特許公告第０４２３６０８号、日本特許公告第２−２９２１５３号である。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
本発明の一実施例によれば、基板処理装置は、基板搬送部と基板処理チャンバとから成る。基板搬送部は、搬送チャンバと、搬送チャンバに対して基板を輸送する搬送機構とを有する。基板処理チャンバは、搬送チャンバに固定接続されている。処理チャンバのうち第１の処理チャンバは、第２の処理チャンバの真上の平面内に配置されている。搬送機構は、第１および第２の処理チャンバに対して基板を輸送できる。
【０００４】
本発明の他の実施例によれば、基板を基板処理チャンバに対して輸送する基板搬送機構は、回転自在ドライバと、第１のアームと、第１の基板ホルダとからなる。第１のアームは、ドライバに回動可能に接続されている。アームにおいて、第１のアーム領域が第２のアーム領域に回動可能に接続されている。第１の基板ホルダは、第２のアーム領域に回動可能に接続されている。アーム領域のうちの少なくとも一方は、回動するとき、鉛直方向に回動しながら移動する。
【０００５】
本発明の他の実施例によれば、基板を基板処理チャンバに対して搬送する基板搬送機構は、第１のアームと基板ホルダとから成る。第１のアームは、互いに回動自在に接続された２つのアーム領域を有し、相対的に回動すると、並行に且つ鉛直方向に移動する。基板ホルダは、関節を有する手首によって、アーム領域の一方に可動に取り付けられている。手首は、少なくとも２つの方向に回動し、基板ホルダを水平状態に維持する。
【０００６】
本発明の他の実施例によれば、基板処理装置は、基板搬送部と、基板処理チャンバと、コントローラとから成る。基板搬送部は、搬送チャンバと、基板搬送機構とを有する。基板処理チャンバは、搬送チャンバに固定接続されている。処理チャンバは、少なくとも２つの鉛直方向に高さが異なる水平面に位置し、水平面のうちの少なくとも１つは、少なくとも２つの処理チャンバを有する。コントローラが存在して、基板搬送機構を制御することにより鉛直方向に高さが異なる水平面で基板を処理チャンバに対して出し入れする。
【０００７】
本発明の他の実施例によれば、基板処理装置の基板搬送機構は、ドライバと、２本のアームと、２つの基板ホルダとから成る。アームは、ドライバに回動自在に接続されて鉛直方向に移動する。各アームは、少なくとも２つのアーム領域を有する。基板ホルダの各々は、別々のアームに接続されている。
【０００８】
本発明の方法により、基板処理装置において基板を移動させる方法は、互いに回動自在に接続されている直列接続の部材を基板搬送機構に供給する行程から成る。部材の一方は、搬送機構の端部に接続された基板ホルダから成り、相対的な部材の回動運動を制御して、基板処理チャンバに対して実質的に直線的に基板ホルダを移動させる。
【０００９】
本発明の他の方法により、基板処理装置内で基板を移動させる方法は、アームを基板搬送機構に設けて基板ホルダにドライバを接続する行程からなる。アームは、中間のジョイントで互いに回動自在に接続されるとともに内側のジョイントでドライバに回動自在に接続されている２つの直列接続アーム領域を有する。基板ホルダは、端部のジョイントで少なくとも２本の回転軸に沿って移動するように、アームに回動自在に接続されている。そして、アーム領域と基板ホルダとドライバとの回転運動を制御して、鉛直方向に異なる位置および水平方向に異なる位置にある基板処理チャンバに対して基板ホルダを移動させる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、従来の基板処理装置の概念的な平面図である。
【図２】図２は、本発明の特徴を取り入れた基板処理装置の概念的な平面図である。
【図２Ａ】図２Ａは、図２に示す装置の部分概略図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、アームが伸長状態にある図２Ａと同様な部分概略図である。
【図２Ｃ】図２Ｃは、アームが右側処理モジュールの前方で収縮状態にある図２Ａと同様な部分概略図である。
【図２Ｄ】図２Ｄは、アームが伸長状態にある図２Ｃと同様な部分概略図である。
【図３】図３は、図２に示す装置の側面図である。
【図４】図４は、図３に示す２つのアーム領域の間のジョイントの断面図である。
【図５Ａ】図５Ａは、本発明の他の実施例の平面図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、図５Ａに示す装置の側面図である。
【図６】図６は、本発明の他の実施例の平面図である。
【図７】図７は、本発明の他の実施例の部分側面図である。
【図８】図８は、関節を有する手首の他の実施例の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の上記概念および他の特徴を、添付図面を参照しながら、以下の記載において説明する。
【００１２】
図１に、従来の基板処理装置１０を示す。装置１０は、搬送部１２と、４つの基板処理モジュール１４と、２つの基板エレベータモジュール１６とを有する。搬送部１０は、搬送チャンバ１８と搬送機構２０とを有する。搬送機構２０は、さまざまな基板処理モジュール１４とエレベータモジュール１６との間で基板を移動させることができる。
【００１３】
図２に、本発明の特徴を取り入れた基板処理装置２２を示す。装置２２は、搬送部２４と、４つの基板処理モジュール２６、２７、２８、２９と、２つの基板エレベータモジュール３０、３１とを含む。
【００１４】
搬送部２４は、搬送チャンバ３２と、搬送機構３４とを含む。図示した実施例において、搬送チャンバ３２は、ほぼ正方形であり、一端に２つの基板エレベータモジュール３０、３１が接続され反対側に４つの処理モジュール２６、２７、２８、２９が接続している。図３も参照する。エレベータモジュール３０、３１の各々において、フレーム３６が搬送チャンバ３２に固定接続している。可動ゲート、すなわちドア３８が、エレベータモジュール３０、３１の各々と搬送チャンバ３２との接合点に設けられている。エレベータモジュール３０、３１の各々は、基板Ｓのカセット４０を保持する。カセット４０は、エレベータモジュール３０、３１によって上下動することができる。別の可動ゲート、すなわちドア４２が、エレベータモジュール３０、３１の各々に設けられて、カセット４０を出し入れする。他の実施例において、任意タイプの基板エレベータモジュールや基板供給モジュールを設けることができる。
【００１５】
基板処理モジュール２６、２７、２８、２９の各々は、フレーム４４を有し、このフレーム４４は、搬送チャンバ３２にゲート機構４６によって固定接続されている。ゲート機構４６によって、パスを、チャンバ３２とモジュール２６、２７、２８、２９との間に開くことができる。また、ゲート機構４６を動かして、チャンバ３２からモジュール２６、２７、２８、２９を封止するためにパスを閉じることができる。モジュール２６−２９は、基板の加熱及び冷却を含む適宜のタイプの基板処理を行うように構成することができる。図示した実施例において、処理モジュール２６、２７、２８、２９は、２つの積層構造に配置される。第１のモジュール２６は、第２のモジュール２７の鉛直方向上方に位置する。第３のモジュール２８は、第４のモジュール２９の鉛直方向上方に位置する。他の実施例において、第１のモジュール２６は、第２のモジュール２７に対して鉛直方向真上ではない上方に配置することができる。例えば、第１のモジュール２６の中心軸は、第２のモジュール２７の中心軸からわずかにずれていることもある。他の場合は、第２のモジュールに対して全体的にずれている第１のモジュール２６を含むことがある。同じずれが、第４のモジュール２９に対する第３のモジュール２８に対して設けられることがある。または、オフセットやアライメントされたモジュールまたはモジュール対の適宜の組み合わせを設けることができる。モジュール２６、２７の対及びモジュール２８、２９の対は、並列に互いに隣接して配置される。図１の装置１０を図２の装置２２に比較して分かるように、装置２２の正面の幅Ｗ2は、装置１０の正面の幅Ｗ1よりもかなり小さい。複数基板処理装置が同一の部屋に置かれている状況において、装置２２の構成によって、処理装置のうち、以前の装置１０よりも所定の床面積に並列に置くことができる。以前の装置１０および装置２２の両方は、同じ数の処理モジュール、すなわち４つの処理モジュールを有する。これらは、両方とも実質的に同じ時間量において同じ機能を実行できる。同じ数の装置２２が使用される場合、以前の装置１０で使用したものよりも、使用される床面積が小さくなる。同様に、より多くの装置２２を、以前の装置１０と同じ床面積にて使用することができる。装置２２も、メンテナンスや修理のために、非常に接近した並行配置に置くことができ、処理モジュール２６、２７、２８、２９（全て一側面にある）への簡単なアクセスを備える。
【００１６】
従来の搬送機構２０は、単一の水平面内にて、基板をロードしたりアンロードする小なる鉛直方向移動によって、基板を移動させることのみが必要であった。他方、搬送機構３４は、鉛直方向にオフセットされた上方モジュール２６，２８及び下方モジュール２７，２９に対する出し入れのために、基板を鉛直方向に移動できることが必要であった。図３に示す実施例において、搬送機構３４は、回転可能ドライバ４８と、アーム５０と、基板ホルダ５２とを含む。回転可能ドライバ４８は、メインコントローラ５４に接続している。メインコントローラ５４は、コンピュータを含む。このコンピュータは、ゲート３８、４２、４６等の、装置２２の他の部品にも接続されている。コントローラ５４は、矢印Ａ１に示すように、ドライバ４８の軸回転を制御する。アーム５０は、第１のアーム領域５６と、第２のアーム領域５８とからなる。第１のアーム領域５６は、ジョイント６０にてドライバ４８に回動自在に接続されて、矢印Ａ２に示すように、鉛直方向にのみ、ドライバ４８に対して回転する。すなわち、第１のアーム領域５６は、軸中心の鉛直方向以外は、ドライバ４８に対する運動に制限されている。第２のアーム領域５８は、一端部がジョイント６２にて第１のアーム領域５６の反対の端部に、矢印Ａ３により示すように回動自在に接続されている。この接続は、第２のアーム領域５８が、第１のアーム領域５６に対して鉛直方向においてのみ回動するように、制限されている。第２のアーム領域５８の反対の端部に、関節接続の手首６４が存在する。手首６４によって、基板ホルダ５２はアーム５０に接続される。手首６４は、矢印Ａ４にて示すように、ジョイント６６でアーム５０に回動自在に取り付けられている。ジョイント６６での接続は、手首６４がジョイント６６で第２のアーム領域５８に対して垂直方向にのみ回動されるように制限されている。基板ホルダ５２は、矢印Ａ５に示すように、手首６４の上部に回動自在に接続している。この接続も、基板ホルダ５２がこの接続で手首６４に対して水平方向においてのみ回動するように、制限されている。
【００１７】
図３は、右下の処理モジュール２７に基板Ｓを挿入しようとしている位置Ｂにある搬送機構３４を示す。図３は、右上の処理モジュール２６に基板Ｓを挿入しようとしている異なる位置Ｃにある点線で示された搬送機構３４も示す。位置Ｂおよび位置Ｃを比較するときに気付くように、位置Ｂおよび位置Ｃにおいて、基板ホルダ５２はそれぞれ水平な高さにある。具体的には、搬送機構３４は、基板ホルダを搬送機構３４のあらゆる位置において水平レベルに維持する。これは、基板Ｓの基板ホルダ５２での移動を防ぐのに有効である。図４に、ジョイント６２の領域を示す。分かるように、第１のアーム領域５６は、内部を挿通するチャネル６８を有する。第２のアーム領域５８は、シャフト７０によって第１のアーム領域５６に接続されている。シャフト７０は、ジョイントで真空シール７２によって第２のアーム領域５８にしっかりと接続している。シャフト７０は、第１のアーム領域５６へと延在して、２つのベアリング７４によって回転自在に接続されている。磁性流体（ferrofluidic）シール７６やリップシール等の大気に対する真空シール（atmospheric to vacuum seal）が、シャフト７０の入り口で第１のアーム領域５６に向けて設けられている。シャフト７０は、内部を挿通するチャネル７８を有し、第２のアーム領域５８は、内部を通過するチャネル８０を有する。３つのチャネル６８、７８、８０は、制御ケーブル８２をアーム５０を経由して手首６４及び基板ホルダ５２にまで通過させるためのパスを形成する。第１のアーム領域５６に、ジョイント移動制御領域８４が位置する。図示した実施例において、ジョイント移動制御領域８４は、第１のアーム領域５６に対してシャフト７０を軸方向に回転させるのに適している電気モータである。ジョイント移動制御領域８４は、制御ケーブル８２の部分８２’に接続している。図示した実施例において、制御ケーブル８２は、コントローラ５４および電源まで回転自在ドライバ４８を介して延在する電気ケーブルである。ジョイント６０での回転自在ドライバ４８への第１のアーム領域５６の接続は、ジョイント６２の場合と実質的に同一である。同様に、ジョイント６６での第２のアーム領域５８の端部への手首６４の接続は、ジョイント６２の場合と実質的に同一である。しかし、他の実施例において、任意のタイプの機械的ジョイント構造や接続を、３つのジョイント６０、６２、６６で行うことができる。更に、ジョイント構造は、実質的に同一である必要はない。ジョイント移動制御領域８４は、電気モータと記載したが、２つの部材の相対位置を知らせる電気位置センサやエンコーダ８４ａを含む。他の実施例において、位置エンコーダは光である。制御ケーブル８２は、流体または気体用の導管を含むことがある。チャネル６８、７８、８０も、基板Ｓの基板ホルダ５２に対する保持を支援する装置や機構（図示せず）に関しては、基板ホルダ５２との接続用に、内部を延在する別のケーブルや導管を有することがある。手首６４も、水平回転領域６５を含み、水平回転領域６５は、基板ホルダ５２に接続されて、矢印Ａ５に示すように回転する。搬送チャンバ３２は、好ましくは空気の無い状態、すなわち真空に維持されている。しかし、チャネル６８、７８、８０は、好ましくは大気に開放されている。これが、シール７２、７６および他のシール（図示せず）がジョイントにて設けられる理由である。チャネル６８、７８、８０は、好ましくは、搬送チャンバ３２の真空から密封されて、アームにある制御ケーブル及び他の制御部材を保護すると共に、チャンバ３２の環境を保護する。アームにある制御ケーブル及び他の制御部材は、チャンバ２３から分離して維持されて、モジュール２６−２９からチャンバ３２に入ることがある腐食ガスからの腐食を防ぎ、モジュールから極端な高温および低温の有害な影響を防止し、電気ノイズ干渉から制御部材を隔離する。チャンバ３２の真空環境は、ジョイントの制御部材及び潤滑油によって汚染物質粒子またはガスの影響から保護されている。しかし、他の実施例において、チャネル６８、７８、８０を真空に維持しても良い。
【００１８】
上述のように、基板ホルダ５２は、水平レベルに維持されて、基板Ｓのホルダ上での移動を防止すべきである。これをなしとげるために、コントローラ５４は、２つのアーム領域５６、５８の相対位置に基づいて、さらに、回転可能ドライバ４８に対する第１のアーム領域５６の位置に基づいて、枢軸点６６でのアーム５０に対する手首６４の回転を自動制御する。最初の２つのジョイント６０、６２にある位置センサは、回転可能ドライバ４８と、第１のアーム領域５６と、これに対する第２のアーム領域５８との位置を、コントローラ５４に信号を送る。コントローラ５４は、基板ホルダ５２を水平面内に置くために、予めプログラムされた情報に基づいて、第２のアーム領域５８に対する手首６４の位置を選択するように予めプログラムされている。他の実施例において、コントローラは、部材４８、５６、５８の検出された位置に基づいたアルゴリズムを使用することがある。他の実施例において、手首６４は、能動自己制御水平レベル化装置を有することができる。さらに他の実施例において、例えば、基板がホルダによって積極的に把持される場合、非水平基板移動に対応していることもある。さらに他の実施例において、装置２２は、本発明に引用されている米国特許第５，２７９，３０９号に記載されているような、３次元ビーコン・光センサを有することができる。
【００１９】
搬送機構３４は、コントローラ５４によって制御されて、処理モジュール２６、２７、２８、２９およびエレベータモジュール３０、３１に対してほぼ直線的に基板ホルダ５２を移動させる。これを行うために、水平回転領域６５および回転自在ドライバ４８は、アーム５０が伸縮されてアーム５０の他の点では放射状の移動を補正すると回転される。例えば、図２Ａおよび図２Ｂを参照すると、アーム５０が、図２Ａに示す収縮位置から図２Ｂに示す伸長位置に伸長するとき、回転可能ドライバ４８は、矢印Ａ１aに示すように回転され、水平回転領域６５は、矢印Ａ５aに示すように回転される。回転Ａ１a，Ａ５aの速度は、アーム５０のアーム領域の回転に基づいてコントローラ５４によって制御され、故に、基板ホルダ５２および基板Ｓは、ほぼ直線状のパスに沿って処理モジュール２８に挿入される。同様に、アーム５０が、図２Ｂに示す伸長位置から図２Ａに示す収縮位置に縮むとき、回転自在ドライバ４８は、矢印Ａ１bに示すように回転され、水平回転領域６５は、矢印Ａ５bに示すように回転される。これによって、処理モジュール２８内部からの基板ホルダのほぼ直線的な引き込みが可能になる。基板ホルダ５２が左下方の処理モジュール２９に対して出し入れされるとき、同様の補償回転が行われる。図２Ｃおよび図２Ｄに、右上方の処理モジュール２６に対するアーム５０の伸縮を示す。アームが伸長する間、補償回転Ａ１cおよびＡ５cが行われる。アームが縮む間、補償回転Ａ１dおよびＡ５dが行われる。同様の補償回転は、右下方の処理モジュール２７に対しても行われる。同様に、同様の補償回転が、エレベータモジュール３０、３１に対する挿入及び引き出しに対して行われる。他の実施例において、モジュール２６−３１が適切に配置されて、伸長および収縮の搬送機構の未補償移動パスに対して適切な入口を有する場合は、回転自在ドライバ４８および水平回転領域６５による補償回転は、行う必要はない。他の実施例において、コントローラが水平回転領域６５および回転自在ドライバ４８を動かして補償回転を行うよりは、補償回転は、アーム領域５６、５８の移動に基づいて、機械的にドライバ４８及び領域６５を回転させるアーム５０への直接機械的結合によって行うこともできる。これは、本発明に引用されている米国特許第５，４３１，５２９号にて開示されるような、ギアやベルト、バンドなどの手段によって行われる。アーム領域５６、５８が回動するときに基板ホルダを垂直方向に移動させるアーム５０の能力によって、搬送機構３４は、モジュール２６‐３１において基板を上下動させるために、回転自在ドライバ４８を鉛直方向に可動とすることは必要ではない。しかし、回転自在ドライバ４８は、必要に応じて鉛直運動機構を含む。他の実施例において、手首６４は、コントローラ５４に接続された垂直移動体（mover）を含み、モジュール２６−３１において基板ホルダ５２を鉛直方向に上下動せしめる。他の実施例において、アーム５０は、３つ以上のアーム領域を含むことがある。回動アーム領域に加えて関節を有するアーム領域を設けることもできる。本発明に引用している米国特許出願第０８／５８７０８７号に開示されるように、一度に基板に保持して搬送できる基板ホルダを使用することともできる。
【００２０】
図５Ａおよび図５Ｂに、本発明の他の実施例を示す。基板処理装置１００は、図１に示される装置１０と同様な上面を有する。しかし、装置１００は、８つの処理モジュール１０２と、ほぼ六角形状の搬送チャンバ１０４と、搬送機構１０６と、４つのエレベータモジュール１０８とを有する。図５Ｂに示すように、装置１００は、処理モジュール１０２を２つの高さＤ，Ｅに有する。処理モジュール１０２は、４つの位置Ｆ、Ｇ、Ｈ、Ｉに配置され、各位置において２つのモジュール１０２が積層されている。搬送機構１０６は、図３に示す機構３４とほぼ同じである。しかし、本実施例において、第１のアーム領域１１０は、回転自在ドライバ１１２に対して中央に取り付けられている。更に、第２のアーム領域１１４は、第１のアーム領域の中心軸と同じ平面に中心軸を有するように、第１のアーム領域１１０に取り付けられる。しかし、適宜の鉛直回動アーム構成を形成することもできる。図１を図５Ａと比較すると分かるように、装置１００の軌跡は、装置１０の軌跡と同じである。しかし、装置１００は、２倍の基板処理モジュールを有し、故に、装置１０よりも床面積当たり高いスループットを有する。
【００２１】
図６に、他の実施例を示す。本実施例において、基板処理装置２００は、搬送機構２０２以外は図２に示す装置２２とほぼ同じである。装置２００は、搬送チャンバ３２と、４つの処理モジュール２６−２９と、２つのエレベータモジュール３０、３１とを有する。搬送機構２０２は、主回転装置２０４と、２つの副回転装置２０６と、２本のアーム２０８と、２つの基板ホルダ２１０とを含む。主回転装置２０４は、時計回りまたは反時計回りのいずれかの方向に、副回転装置２０６およびアーム２０８を回転させることができる。２つの副回転装置２０６は、独立に回転自在である。したがって、主回転装置は、エレベータモジュール３０、３１と処理モジュール２６−２９との間で基板を移動させるために使う必要がない。このタイプの実施例により、スループットを増加させることができる。図２に示す装置は、図６に示すような２つの別々の基板ホルダよりは、複数基板のホルダを有することができる。勿論、モジュール２６−３１は、複数の基板と複数基板のホルダとを収容するように構成することが必要である。
【００２２】
図７に、他の実施例を示す。本実施例において、搬送機構２２０は、３本のアーム２２２、２２４、２２６と、関節を有する手首２２８と、基板ホルダ２２９と、垂直移動体２３０とを有する。基板処理装置も、垂直円筒体に処理モジュール２３２を３つの高さに有する。移動体２３０は、第１のアーム２２２を鉛直方向に上下動させるように構成されている。第１のアーム２２２は、実質的に鉛直方向に維持され、移動体も、第１のアーム２２２を軸中心に回転せしめて、アーム２２４、２２６と、手首２２８と、ホルダ２２９とを第１のアーム２２２の中心軸を中心として回転せしめる。アーム２２４、２２６の回動と組み合わせた第１のアーム２２２の鉛直移動によって、垂直方向の高さが異なる３つのモジュール２３２に対する基板ホルダ２２９の出し入れを行うことができる。もちろん、処理モジュールを、４つ以上の異なる高さに設けることもできる。更に、ある高さのモジュールが次の高さのものに対してずれているように、モジュールは、鉛直方向においてアライメントされている必要はない。これは、モジュールへのダクト線に対して必要とされるか、または操作するためにモジュールのモータに対して領域を設けるために必要とされる。
【００２３】
図８に、関節を有する手首２５０の他の実施例を示す。本実施例において、第２のアーム領域５８は、矢印Ａ４８に示すように、手首２５０の上部に回動自在に接続されている。水平回転領域２５２は、手首２５０の底部に位置して、矢印Ａ５8に示すように回転できる。このタイプの実施例について、基板ホルダ２５４は、主回転装置を中心としてアームを回転させずに、処理装置の対向する側部の間に移動することができる。アームは、振り子と同様に、手首２５０を前後に揺動せしめるのみであり、回転装置２５２は、基板ホルダ２５４の向きを変える。他の実施例において、関節を有する適宜のタイプの手首を設けることができる。
【００２４】
なお、上記説明は、本発明を説明するのみである。さまざまな代替例および変形例が、当業者によって本発明の請求の範囲から逸脱せずに導出されるものである。それ故に、本発明は、請求の範囲に含まれる様々な代替例、変形例を含むものである。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板処理装置であって、
搬送チャンバ及び基板搬送機構を有する基板搬送部と、
前記搬送チャンバに固定的に接続されている基板処理チャンバと、を含み、
前記基板処理チャンバの各々は鉛直高さの異なる少なくとも２つの水平面内に配され、前記鉛直高さの異なる水平面の各々は、互いに９０°未満の角度をなしている少なくとも２つの基板処理チャンバを有し、当該鉛直方向において異なる位置にある少なくとも２つの基板処理チャンバの各々は、閉鎖可能取り付け具の各々によって前記搬送チャンバに別々かつ独立に取り付けられて、別々かつ独立している隔離基板処理領域を当該鉛直方向において異なる位置にある少なくとも２つの基板処理チャンバ内部に形成し、
前記基板処理装置は、前記基板搬送機構を移動させて前記鉛直高さの異なる水平面において前記基板処理チャンバに基板を挿入しかつ前記基板処理チャンバから基板を取り出すコントローラをさらに含むことを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の基板処理装置であって、当該鉛直方向において異なる位置にある少なくとも２つの基板処理チャンバの各々が、前記搬送チャンバに固定的に接続されている別々のフレームを有することを特徴とする基板処理装置。
【請求項３】
請求項１に記載の基板処理装置であって、当該鉛直方向において異なる位置にある少なくとも２つの基板処理チャンバが、互いに少なくとも部分的に鉛直方向に整列していることを特徴とする基板処理装置。
【請求項４】
請求項１に記載の基板処理装置であって、当該鉛直方向において異なる位置にある少なくとも２つの基板処理チャンバのうちの少なくとも１つから鉛直方向にオフセットしておりかつ前記搬送チャンバに接続されている第３の基板処理チャンバをさらに含み、当該鉛直方向において異なる位置にある少なくとも２つの基板処理チャンバのうちの少なくとも１つ及び前記第３の基板処理チャンバの各々への基板の挿入及び基板の取り出しが、各々２つの異なった鉛直高さでなされることを特徴とする基板処理装置。
【請求項５】
請求項１に記載の基板処理装置であって、当該鉛直方向において異なる位置にある少なくとも２つの基板処理チャンバが互いに少なくとも部分的に水平方向にオフセットしていることを特徴とする基板処理装置。
【請求項６】
請求項１に記載の基板処理装置であって、前記水平面内にある少なくとも２つの基板処理チャンバの各々が中心線を有し、前記中心線が前記基板搬送部の回転軸において互いに交差していることを特徴とする基板処理装置。
【請求項７】
請求項１に記載の基板処理装置であって、前記鉛直高さの異なる少なくとも２つの水平面内に配されておりかつ前記搬送チャンバに結合されている少なくとも２つのエレベータモジュールをさらに含み、当該鉛直方向において異なる位置にあるエレベータモジュールの各々は基板カセットを保持し、前記エレベータモジュールの各々は、前記エレベータモジュール内に前記基板カセットを取り込みかつ外部雰囲気から前記エレベータモジュールを封止する第１の可動ゲートと、前記基板を通過させて前記搬送チャンバの雰囲気にて前記基板を前記搬送チャンバ内に取り込む第２の可動ゲートと、を含むことを特徴とする基板処理装置。
【請求項１】
基板処理装置であって、
搬送チャンバ及び基板搬送機構を有する基板搬送部と、
前記搬送チャンバに固定的に接続されている基板処理チャンバと、を含み、
前記基板処理チャンバの各々は鉛直高さの異なる少なくとも２つの水平面内に配され、前記鉛直高さの異なる水平面の各々は、互いに９０°未満の角度をなしている少なくとも２つの基板処理チャンバを有し、当該鉛直方向において異なる位置にある少なくとも２つの基板処理チャンバの各々は、閉鎖可能取り付け具の各々によって前記搬送チャンバに別々かつ独立に取り付けられて、別々かつ独立している隔離基板処理領域を当該鉛直方向において異なる位置にある少なくとも２つの基板処理チャンバ内部に形成し、
前記基板処理装置は、前記基板搬送機構を移動させて前記鉛直高さの異なる水平面において前記基板処理チャンバに基板を挿入しかつ前記基板処理チャンバから基板を取り出すコントローラをさらに含むことを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の基板処理装置であって、当該鉛直方向において異なる位置にある少なくとも２つの基板処理チャンバの各々が、前記搬送チャンバに固定的に接続されている別々のフレームを有することを特徴とする基板処理装置。
【請求項３】
請求項１に記載の基板処理装置であって、当該鉛直方向において異なる位置にある少なくとも２つの基板処理チャンバが、互いに少なくとも部分的に鉛直方向に整列していることを特徴とする基板処理装置。
【請求項４】
請求項１に記載の基板処理装置であって、当該鉛直方向において異なる位置にある少なくとも２つの基板処理チャンバのうちの少なくとも１つから鉛直方向にオフセットしておりかつ前記搬送チャンバに接続されている第３の基板処理チャンバをさらに含み、当該鉛直方向において異なる位置にある少なくとも２つの基板処理チャンバのうちの少なくとも１つ及び前記第３の基板処理チャンバの各々への基板の挿入及び基板の取り出しが、各々２つの異なった鉛直高さでなされることを特徴とする基板処理装置。
【請求項５】
請求項１に記載の基板処理装置であって、当該鉛直方向において異なる位置にある少なくとも２つの基板処理チャンバが互いに少なくとも部分的に水平方向にオフセットしていることを特徴とする基板処理装置。
【請求項６】
請求項１に記載の基板処理装置であって、前記水平面内にある少なくとも２つの基板処理チャンバの各々が中心線を有し、前記中心線が前記基板搬送部の回転軸において互いに交差していることを特徴とする基板処理装置。
【請求項７】
請求項１に記載の基板処理装置であって、前記鉛直高さの異なる少なくとも２つの水平面内に配されておりかつ前記搬送チャンバに結合されている少なくとも２つのエレベータモジュールをさらに含み、当該鉛直方向において異なる位置にあるエレベータモジュールの各々は基板カセットを保持し、前記エレベータモジュールの各々は、前記エレベータモジュール内に前記基板カセットを取り込みかつ外部雰囲気から前記エレベータモジュールを封止する第１の可動ゲートと、前記基板を通過させて前記搬送チャンバの雰囲気にて前記基板を前記搬送チャンバ内に取り込む第２の可動ゲートと、を含むことを特徴とする基板処理装置。
【図１】
【図２】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図２Ｃ】
【図２Ｄ】
【図３】
【図４】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図２Ｃ】
【図２Ｄ】
【図３】
【図４】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１１−１３９０９８（Ｐ２０１１−１３９０９８Ａ）
【公開日】平成２３年７月１４日（２０１１．７．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−７５６１０（Ｐ２０１１−７５６１０）
【出願日】平成２３年３月３０日（２０１１．３．３０）
【分割の表示】特願２００８−１５１７２７（Ｐ２００８−１５１７２７）の分割
【原出願日】平成９年４月２３日（１９９７．４．２３）
【出願人】（３９８０２９６９２）ブルックス オートメーション インコーポレイテッド (81)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年７月１４日（２０１１．７．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月３０日（２０１１．３．３０）
【分割の表示】特願２００８−１５１７２７（Ｐ２００８−１５１７２７）の分割
【原出願日】平成９年４月２３日（１９９７．４．２３）
【出願人】（３９８０２９６９２）ブルックス オートメーション インコーポレイテッド (81)
【Ｆターム（参考）】
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