載置台構造、ロードロック装置及び処理装置
【課題】１つのピックを前進及び後退させることで未処理の被処理体と処理済みの被処理体とを入れ替えすることが可能な載置台構造を提供する。
【解決手段】被処理体Ｗを収容することができる容器４６内に設けられて、搬入される被処理体を載置するための載置台構造において、載置台５８と、ベース台６４と、ベース台を昇降させる昇降手段７２と、ベース台に設けられ、その上端部で被処理体を支持する複数の第１のピン部６６と、載置台の外周側に位置されると共に外側へ屈伸復帰可能にベース台に起立させて設けられ、第１のピン部よりも長く設定されると共にその上端部で載置台上の被処理体とは異なる被処理体を支持する複数の第２ピン部６８と、ベース台の上昇時に第２ピン部を一時的に外側へ展開させる展開機構６９とを備える。これにより１つのピックを前進及び後退させることで未処理の被処理体と処理済みの被処理体とを入れ替える。
【解決手段】被処理体Ｗを収容することができる容器４６内に設けられて、搬入される被処理体を載置するための載置台構造において、載置台５８と、ベース台６４と、ベース台を昇降させる昇降手段７２と、ベース台に設けられ、その上端部で被処理体を支持する複数の第１のピン部６６と、載置台の外周側に位置されると共に外側へ屈伸復帰可能にベース台に起立させて設けられ、第１のピン部よりも長く設定されると共にその上端部で載置台上の被処理体とは異なる被処理体を支持する複数の第２ピン部６８と、ベース台の上昇時に第２ピン部を一時的に外側へ展開させる展開機構６９とを備える。これにより１つのピックを前進及び後退させることで未処理の被処理体と処理済みの被処理体とを入れ替える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエハ等の被処理体に対して所定の処理を施す処理装置やロードロック装置やこれらに用いられる載置台構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、半導体デバイスの製造工程においては、半導体ウエハに対して各種の薄膜の成膜処理、改質処理、酸化拡散処理、アニール処理、エッチング処理等が順次繰り返して施される。例えば枚葉式の処理システムを例にとれば、この各種の処理を行うために、連続して処理を行うことができる複数の処理装置を１つの共通搬送装置に共通に連結して、いわゆるクラスタ型の処理システムを作っている。そして、この処理システムにおいて、共通搬送装置内に設けた搬送機構を用いて、半導体ウエハを各処理装置間に、いわば渡り歩くようにして搬送しつつ、その都度、必要な処理を各処理装置にて連続的に、且つ効率的に行うようになっている（例えば特許文献１、２等）。
【０００３】
この種のクラスタ処理装置よりなる従来の処理システムの一例を図９乃至図１１を参照して説明する。図９は従来のロードロック装置を有する処理システムの一例を示す概略平面図、図１０は従来の載置台構造のリフタピンの動作を示す工程図、図１１はリフタピンの動作を示すフローチャートである。
【０００４】
図９に示すように、この処理システム２は、例えば真空雰囲気下で被処理体である半導体ウエハＷに対して所定の処理を行う複数、ここでは４つの処理装置４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、４Ｄと、この４つの処理装置４Ａ〜４Ｄが周辺部に連結された共通搬送装置６とを有している。これらの４つの処理装置４Ａ〜４Ｄにおける処理は、成膜処理やエッチング処理や酸化拡散処理等の真空雰囲気下で行われる全ての処理が必要に応じて適用される。また上記各処理装置４Ａ〜４Ｄ内には、半導体ウエハＷを載置するための載置台構造８Ａ、８Ｂ、８Ｃ、８Ｄがそれぞれ設けられている。
【０００５】
上記共通搬送装置６は、この内部が真空雰囲気になされ、その外殻は例えば六角形状に成形されており、この周囲の各辺に上記４つの処理装置４Ａ〜４Ｄが気密に開閉可能になされたゲートバルブＧを介してそれぞれ連結されている。
【０００６】
この共通搬送装置６の残りの２つの辺には、この共通搬送装置６に対して真空を破ることなく半導体ウエハＷを搬出入させるための２つのロードロック装置１０、１２がそれぞれゲートバルブＧを介して連結されている。このロードロック装置１０、１２は、真空引き及び大気圧復帰が可能になされている。また、このロードロック装置１０、１２の反対側には、それぞれゲートバルブＧを介して横長のロードチャンバ１４が共通に連結されている。このロードチャンバ１４の一側には、複数枚の半導体ウエハを収容できるカセット（図示せず）を載置するＩ／Ｏポート１６が設けられ、その長手方向の一端には半導体ウエハの位置決めを行うオリエンタ１８が設けられる。
【０００７】
そして、このロードチャンバ１４内には、半導体ウエハＷを搬送するためのロード側の搬送機構２０が案内レール２１に沿って長手方向へ移動可能に設けられている。また、このロード側の搬送機構２０は、屈伸及び旋回が可能になされた２本のピック２０Ａ、２０Ｂを有しており、このピック２０Ａ、２０Ｂ上に半導体ウエハＷを保持するようになっている。そして、このロードチャンバ１４内は、大気圧、或いは大気圧よりも僅かに陽圧になされている。
【０００８】
上記共通搬送装置６内には、半導体ウエハＷを搬送するために真空側の搬送機構２２が設けられる。具体的には、この真空側の搬送機構２２は、屈伸及び旋回が可能になされた２本のピック２２Ａ、２２Ｂを有しており、これらのピック２２Ａ、２２Ｂの先端部に半導体ウエハＷを載置した状態で各処理装置４Ａ〜４Ｄ間及び２つのロードロック装置１０、１２間で半導体ウエハＷを搬送するようになっている。
【０００９】
更に、上記各ロードロック装置１０、１２内には、半導体ウエハＷを一時的に保持するための載置台構造２４がそれぞれ設けられる。この載置台構造２４は、半導体ウエハＷを上面に載置する載置台２６を有しており、この載置台２６には、半導体ウエハを冷却する冷却手段（図示せず）が設けられている。
【００１０】
また図１０にも示すように、この載置台２６の下方には、昇降可能になされたベース台２８が設けられている。このベース台２８には、同一の円周上に１２０度間隔で配置された３本のリフタピン３０が設けられており（図１０においては３本のリフタピン３０を平面的に記載している）、上記載置台２６には、上記リフタピン３０を挿通させるためのピン孔３２が設けられている。従って、これらのリフタピン３０を上下方向へ昇降させて半導体ウエハＷを持ち上げたり、持ち下げたりして、隣設されたロードチャンバ１４との間や共通搬送装置６との間で半導体ウエハＷの移載を行うようになっている。
【００１１】
ここで図１０及び図１１も参照して上記リフタピン３０とピックとの間の半導体ウエハＷの受け渡し方法について具体的に説明する。ここでは、一例として２つのロードロック装置１０、１２の内のロードロック装置１０内に収容してある未処理の半導体ウエハＷ１と共通搬送装置６内で保持している処理済みの半導体ウエハＷ２とを交換する場合について説明する。前提として、図１０（Ａ）に示すようにロードロック装置１０の載置台２６上には、未処理の半導体ウエハＷ１が載置された状態となっている。他方、共通搬送装置６内の真空側の搬送機構２２にあっては、図９に示すように一方のピック２２Ａ上には処理済みの半導体ウエハＷ２が保持され、他方のピック２２Ｂは空状態になっている。
【００１２】
まず、このロードロック装置１０と共通搬送装置６とを仕切っているゲートバルブＧを開き、両者を連通させる（Ｓ１）。次に、図１０（Ｂ）に示すようにリフタピン３０を最上段まで上昇させて半導体ウエハＷ１をリフタピン３０で持ち上げた後に（Ｓ２）、上記空のピック２２Ｂを延ばして上記半導体ウエハＷ１の下方に挿入する（Ｓ３）。
【００１３】
次に、図１０（Ｃ）に示すように上記リフタピン３０を最下段まで降下させて、リフタピン３０上の半導体ウエハＷ１を上記空のピック２２Ｂに受け渡すことによって移載する（Ｓ４）。次に、半導体ウエハＷ１が移載された上記ピック２２Ｂを縮退させて引き戻して図１０（Ｄ）に示すように載置台２６の上方を空にする（Ｓ５）。
【００１４】
次に、真空側の搬送機構２２を１８０度旋回させて処理済みの半導体ウエハＷ２を保持している他方のピック２２Ａを、このロードロック装置１０側に向ける（Ｓ６）。次に、上記処理済みの半導体ウエハＷ２を保持しているピック２２Ａを延ばして、このピック２２Ａを図１０（Ｅ）に示すように上記載置台２６の上方に位置させる（Ｓ７）。
【００１５】
次に、図１０（Ｆ）に示すようにリフタピン３０を最上段まで上昇させて半導体ウエハＷ２をリフタピン３０で持ち下げて半導体ウエハＷ２をピック２２Ａからリフタピン３２へ移載する（Ｓ８）。次に、上記空になったピック２２Ａを引き戻して（Ｓ９）、図１０（Ｇ）に示すように載置台２６の上方からピック２２Ａを取り除く。
【００１６】
次に、このロードロック装置１０と共通搬送装置６との間のゲートバルブＧを閉じて両者間の連通を断ち（Ｓ１０）、図１０（Ｈ）に示すようにリフタピン３０を最下段まで降下させることによって（Ｓ１１）、処理済みの半導体ウエハＷ２を載置台２６上に載置することになる。
【００１７】
これにより、ロードロック装置１０と共通搬送装置６との間における未処理の半導体ウエハＷ１と処理済みの半導体ウエハＷ２との変換、或いは入れ替え（移載）が完了することになる。尚、他方のロードロック装置１２における半導体ウエハの入れ替え操作も上述した操作と同様に行われるのは勿論である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１８】
【特許文献１】特開２００４−１１９６３５号公報
【特許文献２】特開２００７−２６０６２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
ところで、上記した従来の載置台構造にあっては、未処理の半導体ウエハＷ１と処理済みの半導体ウエハＷ２とを入れ替える場合、共通搬送装置６内の真空側の搬送機構２２は、図１１のステップＳ６で説明したように、半導体ウエハの入れ替え途中において必ず１８０度旋回させなければならない。この旋回操作に要する時間は僅か５〜１０秒程度の非常に短時間ではあるが、この半導体ウエハの入れ替え操作は繰り返し行われるために、旋回時間を合算すればかなりの長い時間となり、この結果、スループットの低下の原因の１つとなっていた。
【００２０】
また上記搬送機構２２の両ピック２２Ａ、２２Ｂの位置精度は厳しく管理されてはいるが、それでも入れ替え操作に異なるピック２２Ａ、２２Ｂを必ず用いることから、両ピック２２Ａ、２２Ｂ間に存在する移動時の僅かな誤差が半導体ウエハＷの移載時の位置誤差として現れるので好ましくない。また上述したような問題は、各処理装置４Ａ〜４Ｄ内で載置されている処理済みの半導体ウエハと共通搬送装置６内のピックで保持されている未処理の半導体ウエハとを入れ替える際にも発生する。
【００２１】
本発明は、以上のような問題点に着目し、これを有効に解決すべく創案されたものである。本発明は、１つのピックを前進及び後退させることで未処理の被処理体と処理済みの被処理体とを入れ替えすることが可能な載置台構造、ロードロック装置及び処理装置である。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
請求項１に係る発明は、被処理体を収容することができる容器内に設けられて、外部より前記容器内へ搬入される被処理体を載置するための載置台構造において、前記被処理体を載置するための載置台と、前記載置台の下方に設けられたベース台と、前記ベース台を昇降させる昇降手段と、前記ベース台に起立されると共に前記載置台を貫通するように設けられ、その上端部で前記被処理体を支持する複数の第１のピン部と、前記載置台の外周側に位置されると共に外側へ屈伸復帰可能に前記ベース台に起立させて設けられ、前記第１のピン部よりも長く設定されると共にその上端部で前記載置台上の前記被処理体とは異なる被処理体を支持する複数の第２ピン部と、前記ベース台の上昇時に前記第２ピン部を一時的に外側へ展開させる展開機構と、を備えたことを特徴とする載置台構造である。
【００２３】
このように、被処理体を収容することができる容器内に設けられて、外部より容器内へ搬入される被処理体を載置するための載置台構造において、ベース台に起立されると共に載置台を貫通し、その上端部で被処理体を支持する複数の第１のピン部を設け、載置台の外周側に位置されると共に外側へ屈伸復帰可能にベース台に起立されており、しかも第１のピン部よりも長く設定されると共にその上端部で載置台上の被処理体とは異なる被処理体を支持する複数の第２ピン部を設け、更にベース台の上昇時に第２ピン部を一時的に外側へ展開させる展開機構を設けるようにしたので、外部より１つのピックを前進及び後退させることで未処理の被処理体と処理済みの被処理体とを入れ替えすることが可能となる。
【００２４】
従って、従来の載置台構造のように、被処理体を搬送する搬送機構を途中で１８０度旋回させる必要がなくなるので、その分、スループットを向上させることが可能となる。また、被処理体の入れ替え時に例えば１つのピックの操作で被処理体の入れ替え操作を行うことができるので、２つのピックの操作を必要とした従来の載置台構造と比較して、被処理体の移載時に位置誤差の発生を抑制することが可能となる。
【００２５】
請求項８の発明は、被処理体を収容して真空引き及び大気圧復帰が可能になされたロードロック用の容器と、請求項１乃至７のいずれか一項に記載された載置台構造と、被処理体を冷却する冷却手段と、を備えたことを特徴とするロードロック装置である。
【００２６】
請求項９の発明は、被処理体を収容して所定の処理を行うためのプロセス用の容器と、前記容器内へガスを導入するためのガス導入手段と、前記容器内の雰囲気を排気するための排気手段と、請求項１乃至７のいずれか一項に記載された載置台構造と、を備えたことを特徴とする処理装置である。
【発明の効果】
【００２７】
本発明に係る載置台構造、ロードロック装置及び処理装置によれば、次のように優れた作用効果を発揮することができる。
被処理体を収容することができる容器内に設けられて、外部より容器内へ搬入される被処理体を載置するための載置台構造において、ベース台に起立されると共に載置台を貫通し、その上端部で被処理体を支持する複数の第１のピン部を設け、載置台の外周側に位置されると共に外側へ屈伸復帰可能にベース台に起立されており、しかも第１のピン部よりも長く設定されると共にその上端部で載置台上の被処理体とは異なる被処理体を支持する複数の第２ピン部を設け、更にベース台の上昇時に第２ピン部を一時的に外側へ展開させる展開機構を設けるようにしたので、外部より１つのピックを前進及び後退させることで未処理の被処理体と処理済みの被処理体とを入れ替えすることができる。
【００２８】
従って、従来の載置台構造のように、被処理体を搬送する搬送機構を途中で１８０度旋回させる必要がなくなるので、その分、スループットを向上させることができる。また、被処理体の入れ替え時に例えば１つのピックの操作で被処理体の入れ替え操作を行うことができるので、２つのピックの操作を必要とした従来の載置台構造と比較して、被処理体の移載時に位置誤差の発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明のロードロック装置を有する処理システムの一例を示す概略平面図である。
【図２】搬送機構のピックの一例を示す平面図である。
【図３】本発明の載置台構造を有するロードロック装置の一例を示す断面図である。
【図４】載置台構造の載置台を示す平面図である。
【図５】載置台構造のベース台の一例を示す構成図である。
【図６】展開機構の動作を示す動作説明図である。
【図７】本発明の載置台構造における各ピン部の動作を示す工程図である。
【図８】各ピン部の動作を示すフローチャートである。
【図９】従来のロードロック装置を有する処理システムの一例を示す概略平面図である。
【図１０】従来の載置台構造のリフタピンの動作を示す工程図である。
【図１１】リフタピンの動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下に、本発明に係る載置台構造、ロードロック装置及び処理装置の一実施例を添付図面に基づいて詳述する。図１は本発明のロードロック装置を有する処理システムの一例を示す概略平面図、図２は搬送機構のピックの一例を示す平面図、図３は本発明の載置台構造を有するロードロック装置の一例を示す断面図、図４は載置台構造の載置台を示す平面図、図５は載置台構造のベース台の一例を示す構成図、図６は展開機構の動作を示す動作説明図である。尚、図９乃至図１１において説明した従来の処理システム等の各構成部分と同一構成部分については、同一参照符号を付して説明する。まず、本発明のロードロック装置を用いた処理システムについて説明する。
【００３１】
図１及び図２に示すように、この処理システム２は、例えば真空雰囲気下で被処理体である半導体ウエハＷに対して所定の処理を行う複数、ここでは４つの処理装置４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、４Ｄと、この４つの処理装置４Ａ〜４Ｄが周辺部に連結された共通搬送装置６とを有している。これらの４つの処理装置４Ａ〜４Ｄにおける処理は、成膜処理やエッチング処理や酸化拡散処理等の真空雰囲気下で行われる全ての処理が必要に応じて適用される。
【００３２】
これらの各処理装置４Ａ〜４Ｄは、それぞれアルミニウム合金等で形成されたプロセス用の容器３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄを有している。そして、この各プロセス用の容器３Ａ〜３Ｄには、内部へ必要なガスを流量制御しつつ導入するための例えばシャワーヘッド等よりなるガス導入手段５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄがそれぞれ設けられると共に、各容器３Ａ〜３Ｄには、内部雰囲気を排気するための排気手段７Ａ、７Ｂ、７Ｃ、７Ｄがそれぞれ設けられる。そして、各排気手段７Ａ〜７Ｄには、各容器３Ａ〜３Ｄ内の圧力を調整する圧力調整弁（図示せず）や真空ポンプ（図示せず）等が設けられており、例えば圧力調整しつつ真空引きできるようになっている。また上記各処理装置４Ａ〜４Ｄ内には、半導体ウエハＷを載置するための載置台構造８Ａ、８Ｂ、８Ｃ、８Ｄがそれぞれ設けられている。
そして、各処理装置４Ａ〜４Ｄには、処理すべき態様に応じて半導体ウエハを加熱する加熱手段やプラズマを発生するプラズマ発生手段等が設けられる。
【００３３】
上記共通搬送装置６は、この内部が真空雰囲気になされ、その外殻は例えば六角形状に成形されており、この周囲の各辺に上記４つの処理装置４Ａ〜４Ｄが気密に開閉可能になされたゲートバルブＧを介してそれぞれ連結されている。
【００３４】
この共通搬送装置６の残りの２つの辺には、この共通搬送装置６に対して真空を破ることなく半導体ウエハＷを搬出入させるための２つの本発明に係るロードロック装置４０、４２がそれぞれゲートバルブＧを介して連結されている。このロードロック装置４０、４２は、真空引き及び大気圧復帰が可能になされている。また、このロードロック装置４０、４２の反対側には、それぞれゲートバルブＧを介して横長のロードチャンバ１４が共通に連結されている。このロードチャンバ１４の一側には、複数枚の半導体ウエハを収容できるカセット（図示せず）を載置するＩ／Ｏポート１６が設けられ、その長手方向の一端には半導体ウエハの位置決めを行うオリエンタ１８が設けられる。
【００３５】
そして、このロードチャンバ１４内には、半導体ウエハＷを搬送するためのロード側の搬送機構２０が案内レール２１に沿って長手方向へ移動可能に設けられている。また、このロード側の搬送機構２０は、屈伸及び旋回が可能になされた２本のピック２０Ａ、２０Ｂを有しており、このピック２０Ａ、２０Ｂ上に半導体ウエハＷを保持するようになっている。そして、このロードチャンバ１４内は、大気圧、或いは大気圧よりも僅かに陽圧になされている。
【００３６】
上記共通搬送装置６内には、半導体ウエハＷを搬送するために真空側の搬送機構２２が設けられる。具体的には、この真空側の搬送機構２２は、屈伸及び旋回が可能になされた２本のピック２２Ａ、２２Ｂを有しており、これらのピック２２Ａ、２２Ｂの先端部に半導体ウエハＷを載置した状態で各処理装置４Ａ〜４Ｄ間及び２つのロードロック装置１０、１２間で半導体ウエハＷを搬送するようになっている。図２にも示すように、上記各ピック２２Ａ、２２Ｂの表面には、半導体ウエハＷの滑りを防止するために、例えばアルミナ、石英、ＰＩ（ポリイミド）、ＰＢＩ（ポリベンゾイミダノール）［ＰＢＩ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｐｒｏｄｕｃｔ社の登録商標）等よりなる滑り防止部材４４が複数個、例えば４つ設けられている。
【００３７】
そして、本発明に係る各ロードロック装置４０、４２は、その外殻として例えばアルミニウム合金等よりなるロードロック用の容器４６をそれぞれ有しており、各容器４６内には本発明に係る載置台構造４８がそれぞれ設けられる。ここで上記殻ロードロック装置４０、４２は互いに同じ構造になっているので、ここでは代表として一方のロードロック装置４０を例にとって説明する。
【００３８】
図３にも示すように、上記ロードロック用の容器４６の底部には、ガス導入口５０が形成されており、大気圧復帰時にこのガス導入口５０からガスを導入できるようになっている。この大気圧復帰のガスとしては、ＨｅやＡｒ等に代表される希ガスやＮ２ 等の不活性ガスを用いることができ、ここではＮ２ ガスを用いている。更に、この容器４６の底部には、内部雰囲気を排気するガス排気口５２が設けられており、このガス排気口５２に図示しない真空ポンプと圧力調整弁を接続して、必要時に上記容器４６内を所定の圧力の真空雰囲気に維持できるようになっている。
【００３９】
そして、上記容器４６の対向する両側壁に、半導体ウエハを搬出入するための搬出入口５４、５６がそれぞれ形成されており、各搬出入口５４、５６には、それぞれゲートバルブＧを介して上記ロードチャンバ１４と上記共通搬送装置６とが連結されている。そして、上記ロードロック用の容器４６内に設置される本発明の載置台構造４８は、例えばアルミニウム合金等の金属よりなる円板状の載置台５８を有しており、この載置台５８の裏面の中心は、容器底部より起立させた支柱６０の上端に連結されて支持されている。この載置台５８内には、冷却手段として冷却ジャケット６２が設けられており、この冷却ジャケット６２に冷媒として例えば冷却水を流すことにより、この載置台５８上に載置される処理済みの高温の半導体ウエハＷを冷却するようになっている。
【００４０】
そして、この載置台５８の下方に、昇降可能になされたベース台６４と、このベース台６４に起立されて設けられると共に半導体ウエハＷを支持する複数、すなわち３本の第１のピン部６６と、このベース台６４に起立されると共に外側へ展開復帰が可能になされた複数、すなわち３本の本発明の特徴とする第２のピン部６８とが設けられている。そして、この第２のピン部６８で上記半導体ウエハＷとは異なる半導体ウエハＷを支持するようになっている。また、上記第２のピン部６８を外側へ展開させるための展開機構６９が容器４６側に設けられている。
【００４１】
具体的には、上記ベース台６４の裏面からは１本の昇降ロッド７０が下方へ延びており、この昇降ロッド７０の下端は、ロードロック用の容器４６の底部に気密に設けた例えばアクチュエータよりなる昇降手段７２に連結されている。これにより、上記ベース台６４を上下方向へ昇降可能としている。この場合、後述するように、上記ベース台６４は、上下方向において異なる３つの位置、すなわち最上段の位置と中段の位置と最下段の位置とに停止できるようになっている。
【００４２】
上記ベース台６４は、例えばアルミニウム合金等の金属よりなり、図５に示すように、中心に位置する支柱６０を囲むように略円に近い円弧状に成形されて円弧部分６４Ａとなっている。そして、上記円弧部分６４Ａからは、１２０度間隔で半径方向の外方へ３つのアーム部６４Ｂが延びており、全体が一体成形されている。
【００４３】
そして、上記ベース台６４の円弧部分６４Ａには、これより上方へ向けて起立された複数本、ここでは３本の上記第１のピン部６６が設けられている。この各第１のピン部６６は、上方へ直線状に延びるリフタピン７４を有しており、このリフタピン７４は１２０度間隔で同一円周上に配置されている。そして、上記載置台５８には、上記各リフタピン７４を挿通させるためのピン挿通孔７６が形成されており、この挿通孔７６を挿通された上記リフタピン７４の上端部で載置台５８上に位置する半導体ウエハＷを支持してこれを押し上げたり、押し下げたりできるようになっている。このリフタピン７４は、例えばアルミナ、石英等により形成されている。
【００４４】
一方、上記３つの第２のピン部６８は、上記載置台５８の外周側に位置させて設けられ、その長さは上記第１のピン部６６よりも長く設定されている。そして、この第２のピン部６８も同一円周状に１２０度間隔で配置されている。具体的には、この第２のピン部６８は、上端部が載置台５８の半径方向の内方に向けて屈曲されたようにＬ字状に曲げられて中心方向へ延びる可動リフタピン７８を有している。そして、上記屈曲されたように延びた部分が接触支持部８０となり、この接触支持部８０の上面が半導体ウエハＷの周辺部の裏面に当接して半導体ウエハＷを支持するようになっている。この接触支持部８０の長さは５０〜７０ｍｍ程度である。この接触支持部８０は、載置台５８の周辺部を、上下方向へ切り欠いて形成した収容溝８２内へ収容されており（図４参照）、上下方向へ移動できるようになっている。
【００４５】
また、この収容溝８２の形成位置は、半導体ウエハＷを載置台５８上に載置する時の載置領域の周辺部に位置するように設定されている。ここでは半導体ウエハＷの直径と載置台５８の直径は略同じになるように設定されており、従って、載置台５８の上面の全体が載置領域となっている。
【００４６】
そして、上記可動リフタピン７８の基端部は、ベース台６４のアーム部６４Ｂ（図５参照）の先端に、ピン８４により軸支されており、この軸支した点を支点として揺動可能になされている。そして、このアーム部６４Ｂには、上記可動リフタピン７８の基端部に対応させてストッパ部材８６が起立させて設けられており、上記可動リフタピン７８が起立状態から載置台５８の半径方向の内方へ揺動乃至展開することを阻止すると共に、半径方向の外方への展開を許容するようになっている（図６参照）。
【００４７】
また、このアーム部６４Ｂの先端部には、バネ係合片８８が起立して形成されており、このバネ係合片８８と上記可動リフタピン７８との間に、弾発部材９０が掛け渡すようにして取り付けられている。そして、弾発部材９０の作用により、上記可動リフタピン７８には、載置台５８の半径方向の内方に向けた弾発力を付すようになっている。従って、後述するように、この可動リフタピン７８が載置台５８の半径方向の外方（外側）に向けて展開乃至揺動しても、その後に元の位置に復帰するようになされている（図６参照）。この弾発部材９０としては、例えばコイルバネ等を用いることができる。
【００４８】
そして、上記第２のピン部６８である可動リフタピン７８を外側に向けて展開させるための上記展開機構６７は、上記可動リフタピン７８に設けられた第１の係合部９２と、この第１の係合部９２に対向するようにしてロードロック用の容器４６側に設けた第２の係合部９４とを有している。具体的には、上記第１の係合部９２は、上記可動リフタピン７８より載置台５８の半径方向の外方に向けて突出されて水平方向へ延びる第１の係合突起片９６を有しており、この第１の係合突起片９６の先端には、外方に向けて下向き傾斜された第１のテーパ面９６Ａが形成されている（図６参照）。
【００４９】
これに対して、上記第２の係合部９４は、上記ロードロック用の容器４６の側壁に設けられた取付部材９８を有しており、この取付部材９８には、上記第１の係合部９２の第１の係合突起片９６に向けて水平方向に延びる第２の係合突起片１００が設けられている。この第２の係合突起片１００の基端部は、上記取付部材９８の中央部にピン１０２により軸支されており、この軸支された点を支点として揺動可能になされている。
【００５０】
そして、上記取付部材９８の先端側がストッパ部材１０４として機能するようになっており、この第２の係合突起片１００が上方向への揺動乃至展開することを阻止すると共に、下方向への展開を許容するようになっている（図６参照）。そして、この取付部材９８の先端部と上記第２の係合突起片１００との間に、弾発部材１０６が掛け渡すように取り付けられている。そして、この弾発部材１０６により、上記第２の係合突起片１００に対して上方向に向けた弾発力を付すようになっている。この弾発部材１０６としては、例えばコイルバネを用いることができる。従って、この第２の係合突起片１００が下方向に向けて展開しても、その後に元の位置に復帰するようになされている（図６参照）。
【００５１】
そして、この第２の係合突起片１００の先端は、上記取付部材９８よりも内側に延びており、この第２の係合突起片１００の先端には、ロードロック側の容器４６の半径方向の外方に向けて下向き傾斜された第２のテーパ面１００Ａが形成されている。この第２のテーパ面１００Ａは、上記第１の係合突起片９６の第１のテーパ面９６Ａと同じ向きに傾斜しており、非動作時において対向するようにして配置されて互いに非常に接近された状態となっている。
【００５２】
上記構成により、上記昇降手段７２が動作して上記ベース台６４が上昇する時に、上記展開機構６９は、第２のピン部６８の可動リフタピン７８を外側へ一時的に展開乃至揺動させて、この可動リフタピン７８の上端部が上記載置台５８上に載置されている半導体ウエハＷの周辺部の外側まで展開させて半導体ウエハＷと干渉させないようになっている。
【００５３】
また、この昇降手段７２が動作した時には、前述したように、ベース台６４を上下方向において異なる３つの位置で停止できるようになっているが、後述する図７において最下段の位置は、図７（Ａ）に示すように第２のピン部６８の先端が載置台５８の載置面より下方に位置するようなポジションを指し、中段の位置は、図７（Ｃ）及び図７（Ｄ）に示すように、第２のピン部６８、すなわち可動リフタピン７８の先端が侵入するピックの水平レベルよりも上方に位置して侵入してくるピックと干渉せず、且つ第１のピン部６６、すなわちリフタピン７４の上端が上記水平レベルよりも下方に位置するようなポジションを指し、最上段の位置は図７（Ｅ）及び図７（Ｆ）に示すように第１のピン部６６、すなわちリフタピン７４の先端が上記水平レベルよりも上方に位置して侵入してくるピックと干渉しないようなポジションを指すことになる。
【００５４】
＜本発明の動作＞
次に、以上のように構成された本発明の載置台構造及びロードロック装置の動作について図７及び図８も参照して説明する。図７は本発明の載置台構造における各ピン部の動作を示す工程図、図８は各ピン部の動作を示すフローチャートである。まず、ロードチャンバ１４に設けたＩ／Ｏポート１６からは、未処理の半導体ウエハＷがロード側の搬送アーム２０により取り上げられ、ロードチャンバ１４側へ搬入される。この半導体ウエハＷは、ロード側の搬送アーム２０によりオリエンタ１８まで搬送されてここで位置合わせがなされる。この位置合わせ後の半導体ウエハＷは、２つのロードロック装置４０、４２の内のいずれか一方の大気圧雰囲気になっているロードロック室内に搬入される。
【００５５】
このロードロック装置内は真空雰囲気になされた後に、予め真空雰囲気になされた共通搬送装置６側のゲートバルブＧを開くことにより、共通搬送装置６内と連通される。そして、真空側の搬送機構２２を動作させることによって２つのピック２２Ａ、２２Ｂの内のいずれか一方のピックで上記ロードロック装置内の半導体ウエハＷを取り上げ、これを共通搬送装置６内へ取り込む。この際、後述するように、一方のピックのみで処理済みの半導体ウエハと未処理の半導体ウエハの入れ替え操作を行うことになる。そして、上記ゲートバルブＧを閉じた後に、第１の処理を行うべくこの半導体ウエハＷを例えば第１の処理装置４Ａ内へ搬入する。
【００５６】
このようにして、第１の処理装置４Ａ内で、所定の処理、例えば熱処理が行われた半導体ウエハＷは、真空側の搬送機構２２の２つのピック２２Ａ、２２Ｂの内のいずれか一方のピックを用いて、処理の態様にもよるが、例えば第２の処理装置４Ｂ、第３の処理装置４Ｃ及び第４の処理装置４Ｄへと順次搬送され、その都度、各処理装置４Ｂ〜４Ｄ内でそれぞれの処理が施されることになる。そして、処理が完了した半導体ウエハＷは、上述した搬送経路とは逆の経路を辿って処理済みの半導体ウエハＷを置くＩ／Ｏポート１６側へ搬出されて行くことになる。この場合、ロードロック装置にて処理済みの半導体ウエハを、未処理の半導体ウエハと入れ替える際に上述したように一方のピックのみで行われることになる。
【００５７】
ここで上記ロードロック装置４０、４２において１つのピックを用いて未処理の半導体ウエハと処理済みの半導体ウエハとの入れ替えを行う場合について詳しく説明する。上記両ロードロック装置４０、４２における半導体ウエハの入れ替え（受け渡し）操作は全く同じようになされるので、ここでは一方のロードロック装置４０の動作を例にとって説明する。
【００５８】
具体的には、一方のロードロック装置４０内に収容してある未処理の半導体ウエハＷ１と共通搬送装置６内で保持している処理済みの半導体ウエハＷ２とを交換する場合について説明する。前提として、図７（Ａ）に示すようにロードロック装置４０の載置台５８上には、未処理の半導体ウエハＷ１が載置された状態となっている。他方、共通搬送装置６内の真空側の搬送機構２２にあっては、図１に示すように一方のピック２２Ａ上には処理済みの半導体ウエハＷ２が保持され、他方のピック２２Ｂは空状態になっている。そして、この時には、載置台構造４８のベース台６４は、最下段に位置されている。
【００５９】
まず、このロードロック装置４０と共通搬送装置６とを仕切っているゲートバルブＧを開き、両者を連通させる（Ｓ２１）。次に、図７（Ｂ）に示すように、処理済みの半導体ウエハＷ２を保持するピック２２Ａを延ばして、これを載置台５８の上方に位置させる（Ｓ２２）。
【００６０】
次に、ベース台６４を上昇させることによって中段に位置させる（Ｓ２３）。これにより、ピック２２Ａ上に支持されていた処理済みの半導体ウエハＷ２は、図７（Ｃ）に示すように、第２のピン部６８の可動リフタピン７８の上端の接触支持部８０の上面に当接してこれにより持ち上げられ、同時に、載置台５８上に支持されていた未処理の半導体ウエハＷ１は第１のピン部６６の第１のリフタピン７４の上端により持ち上げられる。
【００６１】
ここで重要な点は、図７（Ｃ）において、矢印１１０に示すように可動リフタピン７８は、上昇しつつその下端部を支点として外側へ一時的に展開して元の位置に復帰するように動作し、載置台５８上の半導体ウエハＷ１と干渉しないようになっている。具体的には、図６（Ａ）に示すように、ベース台６４を上昇し始めると、可動リフタピン７８に設けた展開機構６９の第１の係合部９２の第１の係合突起片９６の先端である第１のテーパ面９６Ａが、容器側壁に設けた第２の係合部９４の第２の係合突起片１００の先端である第２のテーパ面１００Ａと接触して可動リフタピン７８を下方へ押し上げるように動作する。
【００６２】
すると、この可動リフタピン７８は、この下端部のピン８４を支点として図６（Ａ）中の矢印１１２に示すように展開乃至揺動しつつ上昇して行くことになる。この結果、第２の係合突起片１００は、ストッパ部１０４により上方向への回転が規制されているので、この可動リフタピン７８の先端の接触支持部８０は、弾発部材９０の付勢力に抗して載置台５８上に支持されている半導体ウエハＷ１の周辺部よりも外側へ一時的に展開し、この半導体ウエハＷ１の周辺部を外側へ避けるようにして上昇する。そして、可動リフタピン７８がある程度まで上昇すると、上記第１のテーパ面９６Ａと第２のテーパ面１００Ａとの接触係合状態が解かれて、この可動リフタピン７８は弾発部材９０の付勢力によって矢印１１４に示すように元の方向へ回転して元の状態に戻ることになる。この結果、図７（Ｃ）に示すような状態となる。
【００６３】
次に、今まで延びていたピック２２Ａを縮退させて引き戻し（Ｓ２４）、この空になったピック２２Ａを図７（Ｄ）に示すように載置台５８の上方より排除して共通搬送装置６内へ納める。次に、図７（Ｅ）に示すようにベース台６４を最上段まで上昇させる（Ｓ２５）。次に、共通搬送装置６内に納めていた空になっていたピック２２Ａを再び延ばし（Ｓ２６）、この空のピック２２Ａを図７（Ｆ）に示すように、未処理の半導体ウエハＷ１を支持している第１のピン部６６のリフタピン７４の先端よりも下方に挿入する。
【００６４】
次に、図７（Ｇ）に示すように、ベース台６４を中段の位置まで降下させる（Ｓ２７）。これにより、上記リフタピン７４に支持されていた上記未処理の半導体ウエハＷ１が上記ピック２２Ａ上に移されることになる。次に、未処理の半導体ウエハＷ１が移されたピック２２Ａを再び縮退させて引き戻し（Ｓ２８）、この未処理の半導体ウエハＷ１を支持するピック２２Ａを図７（Ｈ）に示すように載置台５８の上方より排除して共通搬送装置６内へ納める。
【００６５】
次に、このロードロック装置４０と共通搬送装置６とを仕切るゲートバルブＧを閉じた後に（Ｓ２９）、図７（Ｉ）に示すように、上記ベース台６４を最下段まで降下させることによって処理済みの半導体ウエハＷ２を上記載置台５８上に支持させる。この場合、上記ベース台６４を最下段まで降下させる際に、図６（Ｂ）に示すように、可動リフタピン７８に設けた第１の係合部９２の第１の係合突起片９６は、容器側壁に設けた第２の係合部９４の第２の係合突起片１００に突き当たることになる。しかし、この第２の係合突起片１００は、弾発部材１０６の弾発力に抗してピン１０２を支点として矢印１１６に示すように、下方向へ展開乃至揺動する。この際、可動リフタピン７８はストッパ部８６により逆方向への回転が阻止されている。
【００６６】
そして、更に上記可動リフタピン７８がある程度以上降下すると、上記第１の係合突起片９６と第２の係合突起片１００との係合が解けて、この第２の係合突起片１００は矢印１１８に示すように、元の方向に戻るように回転し、元の水平の位置に戻ることになる。尚、ここで上記ステップＳ２９とＳ３０とを入れ替えて行ってもよいし、同時に行ってもよい。
【００６７】
このようにして、真空側の搬送機構２２の１つのピック２２Ａだけを用いて、すなわち他方のピック２２Ｂを用いることなく、ロードロック装置４０内における未処理の半導体ウエハＷ１と処理済みの半導体ウエハＷ２との入れ替え操作を行うことができる。この場合、他方のピック２２Ｂのみを用いてロードロック装置４０内における未処理の半導体ウエハＷ１と処理済みの半導体ウエハＷ２との入れ替え操作を行うことができるのは勿論である。また、他方のロードロック装置４２を用いて半導体ウエハの入れ替え操作ができるのも上述した通りである。
【００６８】
このように、１つのピックのみを用いて未処理の半導体ウエハＷ１と処理済みの半導体ウエハＷ２との入れ替え操作を行うことができるので、従来の載置台構造のように真空側の搬送機構２２を１８０度旋回させる必要がなくなり、その分、スループットを向上させることができる。また、１つのみのピックを用いることから、半導体ウエハの入れ替え操作に伴って発生する移載時の位置誤差も抑制することができる。
【００６９】
尚、上記載置台５８上に載置した未処理の半導体ウエハＷ１を空のピック２２Ａで受け取りに行く場合には、図７（Ａ）に示す状態から図７（Ｅ）に示すように、ベース台６４を直接的に最上段へ上昇させるようにすればよく、以降の操作は、可動リフタピン７８が空の状態で図７（Ｆ）〜図７（Ｉ）の各工程を順に行えばよい。また、ピック２２Ａ上に支持した処理済みの半導体ウエハＷ２を空状態の載置台５８へ移載する場合には、図７（Ａ）から図７（Ｄ）の各工程を行った後に、図７（Ｉ）の工程を直接的に行えばよい。
【００７０】
このように、本発明によれば、被処理体、例えば半導体ウエハＷを収容することができる容器、例えばロードロック用の容器４６内に設けられて、外部より容器４６内へ搬入される被処理体を載置するための載置台構造において、ベース台６４に起立されると共に載置台５８を貫通し、その上端部で被処理体を支持する複数の第１のピン部６６を設け、載置台５８の外周側に位置されると共に外側へ屈伸復帰可能にベース台６４に起立されており、しかも第１のピン部６６よりも長く設定されると共にその上端部で載置台５８上の被処理体とは異なる被処理体を支持する複数の第２ピン部６８を設け、更にベース台６４の上昇時に第２ピン部６８を一時的に外側へ展開させる展開機構６９を設けるようにしたので、外部より１つのピックを前進及び後退させることで未処理の被処理体と処理済みの被処理体とを入れ替えすることが可能となる。
【００７１】
従って、従来の載置台構造のように、被処理体を搬送する搬送機構を途中で１８０度旋回させる必要がなくなるので、その分、スループットを向上させることが可能となる。また、被処理体の入れ替え時に例えば１つのピックの操作で被処理体の入れ替え操作を行うことができるので、２つのピックの操作を必要とした従来の載置台構造と比較して、被処理体の移載時に位置誤差の発生を抑制することが可能となる。また搬送機構の旋回動作が不要になることから、搬送機構自体の故障率を低減させて長寿命化を図ることができる。
【００７２】
尚、上記実施例では、本発明の載置台構造４８をロードロック装置４０、４２内へ適用した場合を例にとって説明したが、これに限定されず、各処理装置４Ａ〜４Ｄのプロセス用の容器３Ａ〜３Ｄ内の各載置台構造８Ａ〜８Ｄとして、上記載置台構造４８をそれぞれ適用するようにしてもよい。
【００７３】
この場合には、載置台５８内に、冷却ジャケット６２に替えて抵抗加熱ヒータ等の半導体ウエハを加熱するための加熱手段が設けられる。また、図７において半導体ウエハを入れ替える場合の操作は、未処理の半導体ウエハＷ１と処理済みの半導体ウエハＷ２との立場が逆転することになる。また、上記実施例で説明した展開機構６９の構成は、単に一例を示したに過ぎず、上記したと同じ機能を発揮するならば、どのような構成にしてもよい。
【００７４】
また、ここでは本発明の載置台構造を主として真空雰囲気下で半導体ウエハを取り扱うロードロック装置や真空の処理装置に対して適用する場合を例にとって説明したが、これに限定されず、半導体ウエハを大気圧雰囲気下で取り扱う搬送装置や処理装置にも本発明を適用することができる。
【００７５】
また、ここでは被処理体として半導体ウエハを例にとって説明したが、この半導体ウエハにはシリコン基板やＧａＡｓ、ＳｉＣ、ＧａＮなどの化合物半導体基板も含まれ、更にはこれらの基板に限定されず、液晶表示装置に用いるガラス基板やセラミック基板等にも本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【００７６】
２ 処理システム
３Ａ〜３Ｄ プロセス用の容器
４Ａ〜４Ｄ 処理装置
５Ａ〜５Ｄ ガス導入手段
６ 共通搬送装置
８Ａ〜８Ｄ 載置台構造
２０ ロード側の搬送機構
２２ 真空側の搬送機構
２２Ａ，２２Ｂ ピック
４０，４２ ロードロック装置
４６ ロードロック用の容器
４８ 載置台構造
５８ 載置台
６２ 冷却ジャケット（冷却手段）
６４ ベース台
６６ 第１のピン部
６８ 第２のピン部
６９ 展開機構
７２ アクチュエータ（昇降手段）
７８ 可動リフタピン
８０ 接触支持部
９０ 弾発部材
９２ 第１の係合部
９４ 第２の係合部
９６ 第１の係合突起片
９６Ａ 第１のテーパ面
１００ 第２の係合突起片
１００Ａ 第２のテーパ面
１０６ 弾発部材
Ｗ 半導体ウエハ（被処理体）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエハ等の被処理体に対して所定の処理を施す処理装置やロードロック装置やこれらに用いられる載置台構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、半導体デバイスの製造工程においては、半導体ウエハに対して各種の薄膜の成膜処理、改質処理、酸化拡散処理、アニール処理、エッチング処理等が順次繰り返して施される。例えば枚葉式の処理システムを例にとれば、この各種の処理を行うために、連続して処理を行うことができる複数の処理装置を１つの共通搬送装置に共通に連結して、いわゆるクラスタ型の処理システムを作っている。そして、この処理システムにおいて、共通搬送装置内に設けた搬送機構を用いて、半導体ウエハを各処理装置間に、いわば渡り歩くようにして搬送しつつ、その都度、必要な処理を各処理装置にて連続的に、且つ効率的に行うようになっている（例えば特許文献１、２等）。
【０００３】
この種のクラスタ処理装置よりなる従来の処理システムの一例を図９乃至図１１を参照して説明する。図９は従来のロードロック装置を有する処理システムの一例を示す概略平面図、図１０は従来の載置台構造のリフタピンの動作を示す工程図、図１１はリフタピンの動作を示すフローチャートである。
【０００４】
図９に示すように、この処理システム２は、例えば真空雰囲気下で被処理体である半導体ウエハＷに対して所定の処理を行う複数、ここでは４つの処理装置４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、４Ｄと、この４つの処理装置４Ａ〜４Ｄが周辺部に連結された共通搬送装置６とを有している。これらの４つの処理装置４Ａ〜４Ｄにおける処理は、成膜処理やエッチング処理や酸化拡散処理等の真空雰囲気下で行われる全ての処理が必要に応じて適用される。また上記各処理装置４Ａ〜４Ｄ内には、半導体ウエハＷを載置するための載置台構造８Ａ、８Ｂ、８Ｃ、８Ｄがそれぞれ設けられている。
【０００５】
上記共通搬送装置６は、この内部が真空雰囲気になされ、その外殻は例えば六角形状に成形されており、この周囲の各辺に上記４つの処理装置４Ａ〜４Ｄが気密に開閉可能になされたゲートバルブＧを介してそれぞれ連結されている。
【０００６】
この共通搬送装置６の残りの２つの辺には、この共通搬送装置６に対して真空を破ることなく半導体ウエハＷを搬出入させるための２つのロードロック装置１０、１２がそれぞれゲートバルブＧを介して連結されている。このロードロック装置１０、１２は、真空引き及び大気圧復帰が可能になされている。また、このロードロック装置１０、１２の反対側には、それぞれゲートバルブＧを介して横長のロードチャンバ１４が共通に連結されている。このロードチャンバ１４の一側には、複数枚の半導体ウエハを収容できるカセット（図示せず）を載置するＩ／Ｏポート１６が設けられ、その長手方向の一端には半導体ウエハの位置決めを行うオリエンタ１８が設けられる。
【０００７】
そして、このロードチャンバ１４内には、半導体ウエハＷを搬送するためのロード側の搬送機構２０が案内レール２１に沿って長手方向へ移動可能に設けられている。また、このロード側の搬送機構２０は、屈伸及び旋回が可能になされた２本のピック２０Ａ、２０Ｂを有しており、このピック２０Ａ、２０Ｂ上に半導体ウエハＷを保持するようになっている。そして、このロードチャンバ１４内は、大気圧、或いは大気圧よりも僅かに陽圧になされている。
【０００８】
上記共通搬送装置６内には、半導体ウエハＷを搬送するために真空側の搬送機構２２が設けられる。具体的には、この真空側の搬送機構２２は、屈伸及び旋回が可能になされた２本のピック２２Ａ、２２Ｂを有しており、これらのピック２２Ａ、２２Ｂの先端部に半導体ウエハＷを載置した状態で各処理装置４Ａ〜４Ｄ間及び２つのロードロック装置１０、１２間で半導体ウエハＷを搬送するようになっている。
【０００９】
更に、上記各ロードロック装置１０、１２内には、半導体ウエハＷを一時的に保持するための載置台構造２４がそれぞれ設けられる。この載置台構造２４は、半導体ウエハＷを上面に載置する載置台２６を有しており、この載置台２６には、半導体ウエハを冷却する冷却手段（図示せず）が設けられている。
【００１０】
また図１０にも示すように、この載置台２６の下方には、昇降可能になされたベース台２８が設けられている。このベース台２８には、同一の円周上に１２０度間隔で配置された３本のリフタピン３０が設けられており（図１０においては３本のリフタピン３０を平面的に記載している）、上記載置台２６には、上記リフタピン３０を挿通させるためのピン孔３２が設けられている。従って、これらのリフタピン３０を上下方向へ昇降させて半導体ウエハＷを持ち上げたり、持ち下げたりして、隣設されたロードチャンバ１４との間や共通搬送装置６との間で半導体ウエハＷの移載を行うようになっている。
【００１１】
ここで図１０及び図１１も参照して上記リフタピン３０とピックとの間の半導体ウエハＷの受け渡し方法について具体的に説明する。ここでは、一例として２つのロードロック装置１０、１２の内のロードロック装置１０内に収容してある未処理の半導体ウエハＷ１と共通搬送装置６内で保持している処理済みの半導体ウエハＷ２とを交換する場合について説明する。前提として、図１０（Ａ）に示すようにロードロック装置１０の載置台２６上には、未処理の半導体ウエハＷ１が載置された状態となっている。他方、共通搬送装置６内の真空側の搬送機構２２にあっては、図９に示すように一方のピック２２Ａ上には処理済みの半導体ウエハＷ２が保持され、他方のピック２２Ｂは空状態になっている。
【００１２】
まず、このロードロック装置１０と共通搬送装置６とを仕切っているゲートバルブＧを開き、両者を連通させる（Ｓ１）。次に、図１０（Ｂ）に示すようにリフタピン３０を最上段まで上昇させて半導体ウエハＷ１をリフタピン３０で持ち上げた後に（Ｓ２）、上記空のピック２２Ｂを延ばして上記半導体ウエハＷ１の下方に挿入する（Ｓ３）。
【００１３】
次に、図１０（Ｃ）に示すように上記リフタピン３０を最下段まで降下させて、リフタピン３０上の半導体ウエハＷ１を上記空のピック２２Ｂに受け渡すことによって移載する（Ｓ４）。次に、半導体ウエハＷ１が移載された上記ピック２２Ｂを縮退させて引き戻して図１０（Ｄ）に示すように載置台２６の上方を空にする（Ｓ５）。
【００１４】
次に、真空側の搬送機構２２を１８０度旋回させて処理済みの半導体ウエハＷ２を保持している他方のピック２２Ａを、このロードロック装置１０側に向ける（Ｓ６）。次に、上記処理済みの半導体ウエハＷ２を保持しているピック２２Ａを延ばして、このピック２２Ａを図１０（Ｅ）に示すように上記載置台２６の上方に位置させる（Ｓ７）。
【００１５】
次に、図１０（Ｆ）に示すようにリフタピン３０を最上段まで上昇させて半導体ウエハＷ２をリフタピン３０で持ち下げて半導体ウエハＷ２をピック２２Ａからリフタピン３２へ移載する（Ｓ８）。次に、上記空になったピック２２Ａを引き戻して（Ｓ９）、図１０（Ｇ）に示すように載置台２６の上方からピック２２Ａを取り除く。
【００１６】
次に、このロードロック装置１０と共通搬送装置６との間のゲートバルブＧを閉じて両者間の連通を断ち（Ｓ１０）、図１０（Ｈ）に示すようにリフタピン３０を最下段まで降下させることによって（Ｓ１１）、処理済みの半導体ウエハＷ２を載置台２６上に載置することになる。
【００１７】
これにより、ロードロック装置１０と共通搬送装置６との間における未処理の半導体ウエハＷ１と処理済みの半導体ウエハＷ２との変換、或いは入れ替え（移載）が完了することになる。尚、他方のロードロック装置１２における半導体ウエハの入れ替え操作も上述した操作と同様に行われるのは勿論である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１８】
【特許文献１】特開２００４−１１９６３５号公報
【特許文献２】特開２００７−２６０６２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
ところで、上記した従来の載置台構造にあっては、未処理の半導体ウエハＷ１と処理済みの半導体ウエハＷ２とを入れ替える場合、共通搬送装置６内の真空側の搬送機構２２は、図１１のステップＳ６で説明したように、半導体ウエハの入れ替え途中において必ず１８０度旋回させなければならない。この旋回操作に要する時間は僅か５〜１０秒程度の非常に短時間ではあるが、この半導体ウエハの入れ替え操作は繰り返し行われるために、旋回時間を合算すればかなりの長い時間となり、この結果、スループットの低下の原因の１つとなっていた。
【００２０】
また上記搬送機構２２の両ピック２２Ａ、２２Ｂの位置精度は厳しく管理されてはいるが、それでも入れ替え操作に異なるピック２２Ａ、２２Ｂを必ず用いることから、両ピック２２Ａ、２２Ｂ間に存在する移動時の僅かな誤差が半導体ウエハＷの移載時の位置誤差として現れるので好ましくない。また上述したような問題は、各処理装置４Ａ〜４Ｄ内で載置されている処理済みの半導体ウエハと共通搬送装置６内のピックで保持されている未処理の半導体ウエハとを入れ替える際にも発生する。
【００２１】
本発明は、以上のような問題点に着目し、これを有効に解決すべく創案されたものである。本発明は、１つのピックを前進及び後退させることで未処理の被処理体と処理済みの被処理体とを入れ替えすることが可能な載置台構造、ロードロック装置及び処理装置である。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
請求項１に係る発明は、被処理体を収容することができる容器内に設けられて、外部より前記容器内へ搬入される被処理体を載置するための載置台構造において、前記被処理体を載置するための載置台と、前記載置台の下方に設けられたベース台と、前記ベース台を昇降させる昇降手段と、前記ベース台に起立されると共に前記載置台を貫通するように設けられ、その上端部で前記被処理体を支持する複数の第１のピン部と、前記載置台の外周側に位置されると共に外側へ屈伸復帰可能に前記ベース台に起立させて設けられ、前記第１のピン部よりも長く設定されると共にその上端部で前記載置台上の前記被処理体とは異なる被処理体を支持する複数の第２ピン部と、前記ベース台の上昇時に前記第２ピン部を一時的に外側へ展開させる展開機構と、を備えたことを特徴とする載置台構造である。
【００２３】
このように、被処理体を収容することができる容器内に設けられて、外部より容器内へ搬入される被処理体を載置するための載置台構造において、ベース台に起立されると共に載置台を貫通し、その上端部で被処理体を支持する複数の第１のピン部を設け、載置台の外周側に位置されると共に外側へ屈伸復帰可能にベース台に起立されており、しかも第１のピン部よりも長く設定されると共にその上端部で載置台上の被処理体とは異なる被処理体を支持する複数の第２ピン部を設け、更にベース台の上昇時に第２ピン部を一時的に外側へ展開させる展開機構を設けるようにしたので、外部より１つのピックを前進及び後退させることで未処理の被処理体と処理済みの被処理体とを入れ替えすることが可能となる。
【００２４】
従って、従来の載置台構造のように、被処理体を搬送する搬送機構を途中で１８０度旋回させる必要がなくなるので、その分、スループットを向上させることが可能となる。また、被処理体の入れ替え時に例えば１つのピックの操作で被処理体の入れ替え操作を行うことができるので、２つのピックの操作を必要とした従来の載置台構造と比較して、被処理体の移載時に位置誤差の発生を抑制することが可能となる。
【００２５】
請求項８の発明は、被処理体を収容して真空引き及び大気圧復帰が可能になされたロードロック用の容器と、請求項１乃至７のいずれか一項に記載された載置台構造と、被処理体を冷却する冷却手段と、を備えたことを特徴とするロードロック装置である。
【００２６】
請求項９の発明は、被処理体を収容して所定の処理を行うためのプロセス用の容器と、前記容器内へガスを導入するためのガス導入手段と、前記容器内の雰囲気を排気するための排気手段と、請求項１乃至７のいずれか一項に記載された載置台構造と、を備えたことを特徴とする処理装置である。
【発明の効果】
【００２７】
本発明に係る載置台構造、ロードロック装置及び処理装置によれば、次のように優れた作用効果を発揮することができる。
被処理体を収容することができる容器内に設けられて、外部より容器内へ搬入される被処理体を載置するための載置台構造において、ベース台に起立されると共に載置台を貫通し、その上端部で被処理体を支持する複数の第１のピン部を設け、載置台の外周側に位置されると共に外側へ屈伸復帰可能にベース台に起立されており、しかも第１のピン部よりも長く設定されると共にその上端部で載置台上の被処理体とは異なる被処理体を支持する複数の第２ピン部を設け、更にベース台の上昇時に第２ピン部を一時的に外側へ展開させる展開機構を設けるようにしたので、外部より１つのピックを前進及び後退させることで未処理の被処理体と処理済みの被処理体とを入れ替えすることができる。
【００２８】
従って、従来の載置台構造のように、被処理体を搬送する搬送機構を途中で１８０度旋回させる必要がなくなるので、その分、スループットを向上させることができる。また、被処理体の入れ替え時に例えば１つのピックの操作で被処理体の入れ替え操作を行うことができるので、２つのピックの操作を必要とした従来の載置台構造と比較して、被処理体の移載時に位置誤差の発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明のロードロック装置を有する処理システムの一例を示す概略平面図である。
【図２】搬送機構のピックの一例を示す平面図である。
【図３】本発明の載置台構造を有するロードロック装置の一例を示す断面図である。
【図４】載置台構造の載置台を示す平面図である。
【図５】載置台構造のベース台の一例を示す構成図である。
【図６】展開機構の動作を示す動作説明図である。
【図７】本発明の載置台構造における各ピン部の動作を示す工程図である。
【図８】各ピン部の動作を示すフローチャートである。
【図９】従来のロードロック装置を有する処理システムの一例を示す概略平面図である。
【図１０】従来の載置台構造のリフタピンの動作を示す工程図である。
【図１１】リフタピンの動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下に、本発明に係る載置台構造、ロードロック装置及び処理装置の一実施例を添付図面に基づいて詳述する。図１は本発明のロードロック装置を有する処理システムの一例を示す概略平面図、図２は搬送機構のピックの一例を示す平面図、図３は本発明の載置台構造を有するロードロック装置の一例を示す断面図、図４は載置台構造の載置台を示す平面図、図５は載置台構造のベース台の一例を示す構成図、図６は展開機構の動作を示す動作説明図である。尚、図９乃至図１１において説明した従来の処理システム等の各構成部分と同一構成部分については、同一参照符号を付して説明する。まず、本発明のロードロック装置を用いた処理システムについて説明する。
【００３１】
図１及び図２に示すように、この処理システム２は、例えば真空雰囲気下で被処理体である半導体ウエハＷに対して所定の処理を行う複数、ここでは４つの処理装置４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、４Ｄと、この４つの処理装置４Ａ〜４Ｄが周辺部に連結された共通搬送装置６とを有している。これらの４つの処理装置４Ａ〜４Ｄにおける処理は、成膜処理やエッチング処理や酸化拡散処理等の真空雰囲気下で行われる全ての処理が必要に応じて適用される。
【００３２】
これらの各処理装置４Ａ〜４Ｄは、それぞれアルミニウム合金等で形成されたプロセス用の容器３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄを有している。そして、この各プロセス用の容器３Ａ〜３Ｄには、内部へ必要なガスを流量制御しつつ導入するための例えばシャワーヘッド等よりなるガス導入手段５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄがそれぞれ設けられると共に、各容器３Ａ〜３Ｄには、内部雰囲気を排気するための排気手段７Ａ、７Ｂ、７Ｃ、７Ｄがそれぞれ設けられる。そして、各排気手段７Ａ〜７Ｄには、各容器３Ａ〜３Ｄ内の圧力を調整する圧力調整弁（図示せず）や真空ポンプ（図示せず）等が設けられており、例えば圧力調整しつつ真空引きできるようになっている。また上記各処理装置４Ａ〜４Ｄ内には、半導体ウエハＷを載置するための載置台構造８Ａ、８Ｂ、８Ｃ、８Ｄがそれぞれ設けられている。
そして、各処理装置４Ａ〜４Ｄには、処理すべき態様に応じて半導体ウエハを加熱する加熱手段やプラズマを発生するプラズマ発生手段等が設けられる。
【００３３】
上記共通搬送装置６は、この内部が真空雰囲気になされ、その外殻は例えば六角形状に成形されており、この周囲の各辺に上記４つの処理装置４Ａ〜４Ｄが気密に開閉可能になされたゲートバルブＧを介してそれぞれ連結されている。
【００３４】
この共通搬送装置６の残りの２つの辺には、この共通搬送装置６に対して真空を破ることなく半導体ウエハＷを搬出入させるための２つの本発明に係るロードロック装置４０、４２がそれぞれゲートバルブＧを介して連結されている。このロードロック装置４０、４２は、真空引き及び大気圧復帰が可能になされている。また、このロードロック装置４０、４２の反対側には、それぞれゲートバルブＧを介して横長のロードチャンバ１４が共通に連結されている。このロードチャンバ１４の一側には、複数枚の半導体ウエハを収容できるカセット（図示せず）を載置するＩ／Ｏポート１６が設けられ、その長手方向の一端には半導体ウエハの位置決めを行うオリエンタ１８が設けられる。
【００３５】
そして、このロードチャンバ１４内には、半導体ウエハＷを搬送するためのロード側の搬送機構２０が案内レール２１に沿って長手方向へ移動可能に設けられている。また、このロード側の搬送機構２０は、屈伸及び旋回が可能になされた２本のピック２０Ａ、２０Ｂを有しており、このピック２０Ａ、２０Ｂ上に半導体ウエハＷを保持するようになっている。そして、このロードチャンバ１４内は、大気圧、或いは大気圧よりも僅かに陽圧になされている。
【００３６】
上記共通搬送装置６内には、半導体ウエハＷを搬送するために真空側の搬送機構２２が設けられる。具体的には、この真空側の搬送機構２２は、屈伸及び旋回が可能になされた２本のピック２２Ａ、２２Ｂを有しており、これらのピック２２Ａ、２２Ｂの先端部に半導体ウエハＷを載置した状態で各処理装置４Ａ〜４Ｄ間及び２つのロードロック装置１０、１２間で半導体ウエハＷを搬送するようになっている。図２にも示すように、上記各ピック２２Ａ、２２Ｂの表面には、半導体ウエハＷの滑りを防止するために、例えばアルミナ、石英、ＰＩ（ポリイミド）、ＰＢＩ（ポリベンゾイミダノール）［ＰＢＩ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｐｒｏｄｕｃｔ社の登録商標）等よりなる滑り防止部材４４が複数個、例えば４つ設けられている。
【００３７】
そして、本発明に係る各ロードロック装置４０、４２は、その外殻として例えばアルミニウム合金等よりなるロードロック用の容器４６をそれぞれ有しており、各容器４６内には本発明に係る載置台構造４８がそれぞれ設けられる。ここで上記殻ロードロック装置４０、４２は互いに同じ構造になっているので、ここでは代表として一方のロードロック装置４０を例にとって説明する。
【００３８】
図３にも示すように、上記ロードロック用の容器４６の底部には、ガス導入口５０が形成されており、大気圧復帰時にこのガス導入口５０からガスを導入できるようになっている。この大気圧復帰のガスとしては、ＨｅやＡｒ等に代表される希ガスやＮ２ 等の不活性ガスを用いることができ、ここではＮ２ ガスを用いている。更に、この容器４６の底部には、内部雰囲気を排気するガス排気口５２が設けられており、このガス排気口５２に図示しない真空ポンプと圧力調整弁を接続して、必要時に上記容器４６内を所定の圧力の真空雰囲気に維持できるようになっている。
【００３９】
そして、上記容器４６の対向する両側壁に、半導体ウエハを搬出入するための搬出入口５４、５６がそれぞれ形成されており、各搬出入口５４、５６には、それぞれゲートバルブＧを介して上記ロードチャンバ１４と上記共通搬送装置６とが連結されている。そして、上記ロードロック用の容器４６内に設置される本発明の載置台構造４８は、例えばアルミニウム合金等の金属よりなる円板状の載置台５８を有しており、この載置台５８の裏面の中心は、容器底部より起立させた支柱６０の上端に連結されて支持されている。この載置台５８内には、冷却手段として冷却ジャケット６２が設けられており、この冷却ジャケット６２に冷媒として例えば冷却水を流すことにより、この載置台５８上に載置される処理済みの高温の半導体ウエハＷを冷却するようになっている。
【００４０】
そして、この載置台５８の下方に、昇降可能になされたベース台６４と、このベース台６４に起立されて設けられると共に半導体ウエハＷを支持する複数、すなわち３本の第１のピン部６６と、このベース台６４に起立されると共に外側へ展開復帰が可能になされた複数、すなわち３本の本発明の特徴とする第２のピン部６８とが設けられている。そして、この第２のピン部６８で上記半導体ウエハＷとは異なる半導体ウエハＷを支持するようになっている。また、上記第２のピン部６８を外側へ展開させるための展開機構６９が容器４６側に設けられている。
【００４１】
具体的には、上記ベース台６４の裏面からは１本の昇降ロッド７０が下方へ延びており、この昇降ロッド７０の下端は、ロードロック用の容器４６の底部に気密に設けた例えばアクチュエータよりなる昇降手段７２に連結されている。これにより、上記ベース台６４を上下方向へ昇降可能としている。この場合、後述するように、上記ベース台６４は、上下方向において異なる３つの位置、すなわち最上段の位置と中段の位置と最下段の位置とに停止できるようになっている。
【００４２】
上記ベース台６４は、例えばアルミニウム合金等の金属よりなり、図５に示すように、中心に位置する支柱６０を囲むように略円に近い円弧状に成形されて円弧部分６４Ａとなっている。そして、上記円弧部分６４Ａからは、１２０度間隔で半径方向の外方へ３つのアーム部６４Ｂが延びており、全体が一体成形されている。
【００４３】
そして、上記ベース台６４の円弧部分６４Ａには、これより上方へ向けて起立された複数本、ここでは３本の上記第１のピン部６６が設けられている。この各第１のピン部６６は、上方へ直線状に延びるリフタピン７４を有しており、このリフタピン７４は１２０度間隔で同一円周上に配置されている。そして、上記載置台５８には、上記各リフタピン７４を挿通させるためのピン挿通孔７６が形成されており、この挿通孔７６を挿通された上記リフタピン７４の上端部で載置台５８上に位置する半導体ウエハＷを支持してこれを押し上げたり、押し下げたりできるようになっている。このリフタピン７４は、例えばアルミナ、石英等により形成されている。
【００４４】
一方、上記３つの第２のピン部６８は、上記載置台５８の外周側に位置させて設けられ、その長さは上記第１のピン部６６よりも長く設定されている。そして、この第２のピン部６８も同一円周状に１２０度間隔で配置されている。具体的には、この第２のピン部６８は、上端部が載置台５８の半径方向の内方に向けて屈曲されたようにＬ字状に曲げられて中心方向へ延びる可動リフタピン７８を有している。そして、上記屈曲されたように延びた部分が接触支持部８０となり、この接触支持部８０の上面が半導体ウエハＷの周辺部の裏面に当接して半導体ウエハＷを支持するようになっている。この接触支持部８０の長さは５０〜７０ｍｍ程度である。この接触支持部８０は、載置台５８の周辺部を、上下方向へ切り欠いて形成した収容溝８２内へ収容されており（図４参照）、上下方向へ移動できるようになっている。
【００４５】
また、この収容溝８２の形成位置は、半導体ウエハＷを載置台５８上に載置する時の載置領域の周辺部に位置するように設定されている。ここでは半導体ウエハＷの直径と載置台５８の直径は略同じになるように設定されており、従って、載置台５８の上面の全体が載置領域となっている。
【００４６】
そして、上記可動リフタピン７８の基端部は、ベース台６４のアーム部６４Ｂ（図５参照）の先端に、ピン８４により軸支されており、この軸支した点を支点として揺動可能になされている。そして、このアーム部６４Ｂには、上記可動リフタピン７８の基端部に対応させてストッパ部材８６が起立させて設けられており、上記可動リフタピン７８が起立状態から載置台５８の半径方向の内方へ揺動乃至展開することを阻止すると共に、半径方向の外方への展開を許容するようになっている（図６参照）。
【００４７】
また、このアーム部６４Ｂの先端部には、バネ係合片８８が起立して形成されており、このバネ係合片８８と上記可動リフタピン７８との間に、弾発部材９０が掛け渡すようにして取り付けられている。そして、弾発部材９０の作用により、上記可動リフタピン７８には、載置台５８の半径方向の内方に向けた弾発力を付すようになっている。従って、後述するように、この可動リフタピン７８が載置台５８の半径方向の外方（外側）に向けて展開乃至揺動しても、その後に元の位置に復帰するようになされている（図６参照）。この弾発部材９０としては、例えばコイルバネ等を用いることができる。
【００４８】
そして、上記第２のピン部６８である可動リフタピン７８を外側に向けて展開させるための上記展開機構６７は、上記可動リフタピン７８に設けられた第１の係合部９２と、この第１の係合部９２に対向するようにしてロードロック用の容器４６側に設けた第２の係合部９４とを有している。具体的には、上記第１の係合部９２は、上記可動リフタピン７８より載置台５８の半径方向の外方に向けて突出されて水平方向へ延びる第１の係合突起片９６を有しており、この第１の係合突起片９６の先端には、外方に向けて下向き傾斜された第１のテーパ面９６Ａが形成されている（図６参照）。
【００４９】
これに対して、上記第２の係合部９４は、上記ロードロック用の容器４６の側壁に設けられた取付部材９８を有しており、この取付部材９８には、上記第１の係合部９２の第１の係合突起片９６に向けて水平方向に延びる第２の係合突起片１００が設けられている。この第２の係合突起片１００の基端部は、上記取付部材９８の中央部にピン１０２により軸支されており、この軸支された点を支点として揺動可能になされている。
【００５０】
そして、上記取付部材９８の先端側がストッパ部材１０４として機能するようになっており、この第２の係合突起片１００が上方向への揺動乃至展開することを阻止すると共に、下方向への展開を許容するようになっている（図６参照）。そして、この取付部材９８の先端部と上記第２の係合突起片１００との間に、弾発部材１０６が掛け渡すように取り付けられている。そして、この弾発部材１０６により、上記第２の係合突起片１００に対して上方向に向けた弾発力を付すようになっている。この弾発部材１０６としては、例えばコイルバネを用いることができる。従って、この第２の係合突起片１００が下方向に向けて展開しても、その後に元の位置に復帰するようになされている（図６参照）。
【００５１】
そして、この第２の係合突起片１００の先端は、上記取付部材９８よりも内側に延びており、この第２の係合突起片１００の先端には、ロードロック側の容器４６の半径方向の外方に向けて下向き傾斜された第２のテーパ面１００Ａが形成されている。この第２のテーパ面１００Ａは、上記第１の係合突起片９６の第１のテーパ面９６Ａと同じ向きに傾斜しており、非動作時において対向するようにして配置されて互いに非常に接近された状態となっている。
【００５２】
上記構成により、上記昇降手段７２が動作して上記ベース台６４が上昇する時に、上記展開機構６９は、第２のピン部６８の可動リフタピン７８を外側へ一時的に展開乃至揺動させて、この可動リフタピン７８の上端部が上記載置台５８上に載置されている半導体ウエハＷの周辺部の外側まで展開させて半導体ウエハＷと干渉させないようになっている。
【００５３】
また、この昇降手段７２が動作した時には、前述したように、ベース台６４を上下方向において異なる３つの位置で停止できるようになっているが、後述する図７において最下段の位置は、図７（Ａ）に示すように第２のピン部６８の先端が載置台５８の載置面より下方に位置するようなポジションを指し、中段の位置は、図７（Ｃ）及び図７（Ｄ）に示すように、第２のピン部６８、すなわち可動リフタピン７８の先端が侵入するピックの水平レベルよりも上方に位置して侵入してくるピックと干渉せず、且つ第１のピン部６６、すなわちリフタピン７４の上端が上記水平レベルよりも下方に位置するようなポジションを指し、最上段の位置は図７（Ｅ）及び図７（Ｆ）に示すように第１のピン部６６、すなわちリフタピン７４の先端が上記水平レベルよりも上方に位置して侵入してくるピックと干渉しないようなポジションを指すことになる。
【００５４】
＜本発明の動作＞
次に、以上のように構成された本発明の載置台構造及びロードロック装置の動作について図７及び図８も参照して説明する。図７は本発明の載置台構造における各ピン部の動作を示す工程図、図８は各ピン部の動作を示すフローチャートである。まず、ロードチャンバ１４に設けたＩ／Ｏポート１６からは、未処理の半導体ウエハＷがロード側の搬送アーム２０により取り上げられ、ロードチャンバ１４側へ搬入される。この半導体ウエハＷは、ロード側の搬送アーム２０によりオリエンタ１８まで搬送されてここで位置合わせがなされる。この位置合わせ後の半導体ウエハＷは、２つのロードロック装置４０、４２の内のいずれか一方の大気圧雰囲気になっているロードロック室内に搬入される。
【００５５】
このロードロック装置内は真空雰囲気になされた後に、予め真空雰囲気になされた共通搬送装置６側のゲートバルブＧを開くことにより、共通搬送装置６内と連通される。そして、真空側の搬送機構２２を動作させることによって２つのピック２２Ａ、２２Ｂの内のいずれか一方のピックで上記ロードロック装置内の半導体ウエハＷを取り上げ、これを共通搬送装置６内へ取り込む。この際、後述するように、一方のピックのみで処理済みの半導体ウエハと未処理の半導体ウエハの入れ替え操作を行うことになる。そして、上記ゲートバルブＧを閉じた後に、第１の処理を行うべくこの半導体ウエハＷを例えば第１の処理装置４Ａ内へ搬入する。
【００５６】
このようにして、第１の処理装置４Ａ内で、所定の処理、例えば熱処理が行われた半導体ウエハＷは、真空側の搬送機構２２の２つのピック２２Ａ、２２Ｂの内のいずれか一方のピックを用いて、処理の態様にもよるが、例えば第２の処理装置４Ｂ、第３の処理装置４Ｃ及び第４の処理装置４Ｄへと順次搬送され、その都度、各処理装置４Ｂ〜４Ｄ内でそれぞれの処理が施されることになる。そして、処理が完了した半導体ウエハＷは、上述した搬送経路とは逆の経路を辿って処理済みの半導体ウエハＷを置くＩ／Ｏポート１６側へ搬出されて行くことになる。この場合、ロードロック装置にて処理済みの半導体ウエハを、未処理の半導体ウエハと入れ替える際に上述したように一方のピックのみで行われることになる。
【００５７】
ここで上記ロードロック装置４０、４２において１つのピックを用いて未処理の半導体ウエハと処理済みの半導体ウエハとの入れ替えを行う場合について詳しく説明する。上記両ロードロック装置４０、４２における半導体ウエハの入れ替え（受け渡し）操作は全く同じようになされるので、ここでは一方のロードロック装置４０の動作を例にとって説明する。
【００５８】
具体的には、一方のロードロック装置４０内に収容してある未処理の半導体ウエハＷ１と共通搬送装置６内で保持している処理済みの半導体ウエハＷ２とを交換する場合について説明する。前提として、図７（Ａ）に示すようにロードロック装置４０の載置台５８上には、未処理の半導体ウエハＷ１が載置された状態となっている。他方、共通搬送装置６内の真空側の搬送機構２２にあっては、図１に示すように一方のピック２２Ａ上には処理済みの半導体ウエハＷ２が保持され、他方のピック２２Ｂは空状態になっている。そして、この時には、載置台構造４８のベース台６４は、最下段に位置されている。
【００５９】
まず、このロードロック装置４０と共通搬送装置６とを仕切っているゲートバルブＧを開き、両者を連通させる（Ｓ２１）。次に、図７（Ｂ）に示すように、処理済みの半導体ウエハＷ２を保持するピック２２Ａを延ばして、これを載置台５８の上方に位置させる（Ｓ２２）。
【００６０】
次に、ベース台６４を上昇させることによって中段に位置させる（Ｓ２３）。これにより、ピック２２Ａ上に支持されていた処理済みの半導体ウエハＷ２は、図７（Ｃ）に示すように、第２のピン部６８の可動リフタピン７８の上端の接触支持部８０の上面に当接してこれにより持ち上げられ、同時に、載置台５８上に支持されていた未処理の半導体ウエハＷ１は第１のピン部６６の第１のリフタピン７４の上端により持ち上げられる。
【００６１】
ここで重要な点は、図７（Ｃ）において、矢印１１０に示すように可動リフタピン７８は、上昇しつつその下端部を支点として外側へ一時的に展開して元の位置に復帰するように動作し、載置台５８上の半導体ウエハＷ１と干渉しないようになっている。具体的には、図６（Ａ）に示すように、ベース台６４を上昇し始めると、可動リフタピン７８に設けた展開機構６９の第１の係合部９２の第１の係合突起片９６の先端である第１のテーパ面９６Ａが、容器側壁に設けた第２の係合部９４の第２の係合突起片１００の先端である第２のテーパ面１００Ａと接触して可動リフタピン７８を下方へ押し上げるように動作する。
【００６２】
すると、この可動リフタピン７８は、この下端部のピン８４を支点として図６（Ａ）中の矢印１１２に示すように展開乃至揺動しつつ上昇して行くことになる。この結果、第２の係合突起片１００は、ストッパ部１０４により上方向への回転が規制されているので、この可動リフタピン７８の先端の接触支持部８０は、弾発部材９０の付勢力に抗して載置台５８上に支持されている半導体ウエハＷ１の周辺部よりも外側へ一時的に展開し、この半導体ウエハＷ１の周辺部を外側へ避けるようにして上昇する。そして、可動リフタピン７８がある程度まで上昇すると、上記第１のテーパ面９６Ａと第２のテーパ面１００Ａとの接触係合状態が解かれて、この可動リフタピン７８は弾発部材９０の付勢力によって矢印１１４に示すように元の方向へ回転して元の状態に戻ることになる。この結果、図７（Ｃ）に示すような状態となる。
【００６３】
次に、今まで延びていたピック２２Ａを縮退させて引き戻し（Ｓ２４）、この空になったピック２２Ａを図７（Ｄ）に示すように載置台５８の上方より排除して共通搬送装置６内へ納める。次に、図７（Ｅ）に示すようにベース台６４を最上段まで上昇させる（Ｓ２５）。次に、共通搬送装置６内に納めていた空になっていたピック２２Ａを再び延ばし（Ｓ２６）、この空のピック２２Ａを図７（Ｆ）に示すように、未処理の半導体ウエハＷ１を支持している第１のピン部６６のリフタピン７４の先端よりも下方に挿入する。
【００６４】
次に、図７（Ｇ）に示すように、ベース台６４を中段の位置まで降下させる（Ｓ２７）。これにより、上記リフタピン７４に支持されていた上記未処理の半導体ウエハＷ１が上記ピック２２Ａ上に移されることになる。次に、未処理の半導体ウエハＷ１が移されたピック２２Ａを再び縮退させて引き戻し（Ｓ２８）、この未処理の半導体ウエハＷ１を支持するピック２２Ａを図７（Ｈ）に示すように載置台５８の上方より排除して共通搬送装置６内へ納める。
【００６５】
次に、このロードロック装置４０と共通搬送装置６とを仕切るゲートバルブＧを閉じた後に（Ｓ２９）、図７（Ｉ）に示すように、上記ベース台６４を最下段まで降下させることによって処理済みの半導体ウエハＷ２を上記載置台５８上に支持させる。この場合、上記ベース台６４を最下段まで降下させる際に、図６（Ｂ）に示すように、可動リフタピン７８に設けた第１の係合部９２の第１の係合突起片９６は、容器側壁に設けた第２の係合部９４の第２の係合突起片１００に突き当たることになる。しかし、この第２の係合突起片１００は、弾発部材１０６の弾発力に抗してピン１０２を支点として矢印１１６に示すように、下方向へ展開乃至揺動する。この際、可動リフタピン７８はストッパ部８６により逆方向への回転が阻止されている。
【００６６】
そして、更に上記可動リフタピン７８がある程度以上降下すると、上記第１の係合突起片９６と第２の係合突起片１００との係合が解けて、この第２の係合突起片１００は矢印１１８に示すように、元の方向に戻るように回転し、元の水平の位置に戻ることになる。尚、ここで上記ステップＳ２９とＳ３０とを入れ替えて行ってもよいし、同時に行ってもよい。
【００６７】
このようにして、真空側の搬送機構２２の１つのピック２２Ａだけを用いて、すなわち他方のピック２２Ｂを用いることなく、ロードロック装置４０内における未処理の半導体ウエハＷ１と処理済みの半導体ウエハＷ２との入れ替え操作を行うことができる。この場合、他方のピック２２Ｂのみを用いてロードロック装置４０内における未処理の半導体ウエハＷ１と処理済みの半導体ウエハＷ２との入れ替え操作を行うことができるのは勿論である。また、他方のロードロック装置４２を用いて半導体ウエハの入れ替え操作ができるのも上述した通りである。
【００６８】
このように、１つのピックのみを用いて未処理の半導体ウエハＷ１と処理済みの半導体ウエハＷ２との入れ替え操作を行うことができるので、従来の載置台構造のように真空側の搬送機構２２を１８０度旋回させる必要がなくなり、その分、スループットを向上させることができる。また、１つのみのピックを用いることから、半導体ウエハの入れ替え操作に伴って発生する移載時の位置誤差も抑制することができる。
【００６９】
尚、上記載置台５８上に載置した未処理の半導体ウエハＷ１を空のピック２２Ａで受け取りに行く場合には、図７（Ａ）に示す状態から図７（Ｅ）に示すように、ベース台６４を直接的に最上段へ上昇させるようにすればよく、以降の操作は、可動リフタピン７８が空の状態で図７（Ｆ）〜図７（Ｉ）の各工程を順に行えばよい。また、ピック２２Ａ上に支持した処理済みの半導体ウエハＷ２を空状態の載置台５８へ移載する場合には、図７（Ａ）から図７（Ｄ）の各工程を行った後に、図７（Ｉ）の工程を直接的に行えばよい。
【００７０】
このように、本発明によれば、被処理体、例えば半導体ウエハＷを収容することができる容器、例えばロードロック用の容器４６内に設けられて、外部より容器４６内へ搬入される被処理体を載置するための載置台構造において、ベース台６４に起立されると共に載置台５８を貫通し、その上端部で被処理体を支持する複数の第１のピン部６６を設け、載置台５８の外周側に位置されると共に外側へ屈伸復帰可能にベース台６４に起立されており、しかも第１のピン部６６よりも長く設定されると共にその上端部で載置台５８上の被処理体とは異なる被処理体を支持する複数の第２ピン部６８を設け、更にベース台６４の上昇時に第２ピン部６８を一時的に外側へ展開させる展開機構６９を設けるようにしたので、外部より１つのピックを前進及び後退させることで未処理の被処理体と処理済みの被処理体とを入れ替えすることが可能となる。
【００７１】
従って、従来の載置台構造のように、被処理体を搬送する搬送機構を途中で１８０度旋回させる必要がなくなるので、その分、スループットを向上させることが可能となる。また、被処理体の入れ替え時に例えば１つのピックの操作で被処理体の入れ替え操作を行うことができるので、２つのピックの操作を必要とした従来の載置台構造と比較して、被処理体の移載時に位置誤差の発生を抑制することが可能となる。また搬送機構の旋回動作が不要になることから、搬送機構自体の故障率を低減させて長寿命化を図ることができる。
【００７２】
尚、上記実施例では、本発明の載置台構造４８をロードロック装置４０、４２内へ適用した場合を例にとって説明したが、これに限定されず、各処理装置４Ａ〜４Ｄのプロセス用の容器３Ａ〜３Ｄ内の各載置台構造８Ａ〜８Ｄとして、上記載置台構造４８をそれぞれ適用するようにしてもよい。
【００７３】
この場合には、載置台５８内に、冷却ジャケット６２に替えて抵抗加熱ヒータ等の半導体ウエハを加熱するための加熱手段が設けられる。また、図７において半導体ウエハを入れ替える場合の操作は、未処理の半導体ウエハＷ１と処理済みの半導体ウエハＷ２との立場が逆転することになる。また、上記実施例で説明した展開機構６９の構成は、単に一例を示したに過ぎず、上記したと同じ機能を発揮するならば、どのような構成にしてもよい。
【００７４】
また、ここでは本発明の載置台構造を主として真空雰囲気下で半導体ウエハを取り扱うロードロック装置や真空の処理装置に対して適用する場合を例にとって説明したが、これに限定されず、半導体ウエハを大気圧雰囲気下で取り扱う搬送装置や処理装置にも本発明を適用することができる。
【００７５】
また、ここでは被処理体として半導体ウエハを例にとって説明したが、この半導体ウエハにはシリコン基板やＧａＡｓ、ＳｉＣ、ＧａＮなどの化合物半導体基板も含まれ、更にはこれらの基板に限定されず、液晶表示装置に用いるガラス基板やセラミック基板等にも本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【００７６】
２ 処理システム
３Ａ〜３Ｄ プロセス用の容器
４Ａ〜４Ｄ 処理装置
５Ａ〜５Ｄ ガス導入手段
６ 共通搬送装置
８Ａ〜８Ｄ 載置台構造
２０ ロード側の搬送機構
２２ 真空側の搬送機構
２２Ａ，２２Ｂ ピック
４０，４２ ロードロック装置
４６ ロードロック用の容器
４８ 載置台構造
５８ 載置台
６２ 冷却ジャケット（冷却手段）
６４ ベース台
６６ 第１のピン部
６８ 第２のピン部
６９ 展開機構
７２ アクチュエータ（昇降手段）
７８ 可動リフタピン
８０ 接触支持部
９０ 弾発部材
９２ 第１の係合部
９４ 第２の係合部
９６ 第１の係合突起片
９６Ａ 第１のテーパ面
１００ 第２の係合突起片
１００Ａ 第２のテーパ面
１０６ 弾発部材
Ｗ 半導体ウエハ（被処理体）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理体を収容することができる容器内に設けられて、外部より前記容器内へ搬入される被処理体を載置するための載置台構造において、
前記被処理体を載置するための載置台と、
前記載置台の下方に設けられたベース台と、
前記ベース台を昇降させる昇降手段と、
前記ベース台に起立されると共に前記載置台を貫通するように設けられ、その上端部で前記被処理体を支持する複数の第１のピン部と、
前記載置台の外周側に位置されると共に外側へ屈伸復帰可能に前記ベース台に起立させて設けられ、前記第１のピン部よりも長く設定されると共にその上端部で前記載置台上の前記被処理体とは異なる被処理体を支持する複数の第２ピン部と、
前記ベース台の上昇時に前記第２ピン部を一時的に外側へ展開させる展開機構と、
を備えたことを特徴とする載置台構造。
【請求項２】
前記第２のピン部は、上端部が前記載置台の半径方向の内方に向けて延びて、その上面が前記被処理体の周辺部の裏面に当接して支持する接触支持部が設けられている可動リフタピンを有していることを特徴とする請求項１記載の載置台構造。
【請求項３】
前記昇降手段は、前記ベース台を、上下方向において異なる３つの位置で停止させることを特徴とする請求項１又は２記載の載置台構造。
【請求項４】
前記展開機構は、
前記第２のピン部の前記可動リフタピンに、前記載置台の半径方向の外方に向けて突出させて設けられると共にその先端に第１のテーパ面が形成された第１の係合部と
前記容器側に下方向へ展開復帰可能に設けられると共に前記第１のテーパ面と当接して前記第２のピン部を展開させる第２のテーパ面を有する第２の係合部とを有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の載置台構造。
【請求項５】
前記第２の係合部は、
前記展開の後に元の位置に復帰させるための弾発部材を有していることを特徴とする請求項４に記載の載置台構造。
【請求項６】
前記第２のピン部は、
前記展開の後に元の位置に復帰させるための弾発部材を有していることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の載置台構造。
【請求項７】
前記展開機構は、前記展開時に前記第２のピン部の上端部を、前記載置台上に載置される前記被処理体の周辺部の外側へ一時的に展開させることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の載置台構造。
【請求項８】
被処理体を収容して真空引き及び大気圧復帰が可能になされたロードロック用の容器と、
請求項１乃至７のいずれか一項に記載された載置台構造と、
被処理体を冷却する冷却手段と、
を備えたことを特徴とするロードロック装置。
【請求項９】
被処理体を収容して所定の処理を行うためのプロセス用の容器と、
前記容器内へガスを導入するためのガス導入手段と、
前記容器内の雰囲気を排気するための排気手段と、
請求項１乃至７のいずれか一項に記載された載置台構造と、
を備えたことを特徴とする処理装置。
【請求項１】
被処理体を収容することができる容器内に設けられて、外部より前記容器内へ搬入される被処理体を載置するための載置台構造において、
前記被処理体を載置するための載置台と、
前記載置台の下方に設けられたベース台と、
前記ベース台を昇降させる昇降手段と、
前記ベース台に起立されると共に前記載置台を貫通するように設けられ、その上端部で前記被処理体を支持する複数の第１のピン部と、
前記載置台の外周側に位置されると共に外側へ屈伸復帰可能に前記ベース台に起立させて設けられ、前記第１のピン部よりも長く設定されると共にその上端部で前記載置台上の前記被処理体とは異なる被処理体を支持する複数の第２ピン部と、
前記ベース台の上昇時に前記第２ピン部を一時的に外側へ展開させる展開機構と、
を備えたことを特徴とする載置台構造。
【請求項２】
前記第２のピン部は、上端部が前記載置台の半径方向の内方に向けて延びて、その上面が前記被処理体の周辺部の裏面に当接して支持する接触支持部が設けられている可動リフタピンを有していることを特徴とする請求項１記載の載置台構造。
【請求項３】
前記昇降手段は、前記ベース台を、上下方向において異なる３つの位置で停止させることを特徴とする請求項１又は２記載の載置台構造。
【請求項４】
前記展開機構は、
前記第２のピン部の前記可動リフタピンに、前記載置台の半径方向の外方に向けて突出させて設けられると共にその先端に第１のテーパ面が形成された第１の係合部と
前記容器側に下方向へ展開復帰可能に設けられると共に前記第１のテーパ面と当接して前記第２のピン部を展開させる第２のテーパ面を有する第２の係合部とを有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の載置台構造。
【請求項５】
前記第２の係合部は、
前記展開の後に元の位置に復帰させるための弾発部材を有していることを特徴とする請求項４に記載の載置台構造。
【請求項６】
前記第２のピン部は、
前記展開の後に元の位置に復帰させるための弾発部材を有していることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の載置台構造。
【請求項７】
前記展開機構は、前記展開時に前記第２のピン部の上端部を、前記載置台上に載置される前記被処理体の周辺部の外側へ一時的に展開させることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の載置台構造。
【請求項８】
被処理体を収容して真空引き及び大気圧復帰が可能になされたロードロック用の容器と、
請求項１乃至７のいずれか一項に記載された載置台構造と、
被処理体を冷却する冷却手段と、
を備えたことを特徴とするロードロック装置。
【請求項９】
被処理体を収容して所定の処理を行うためのプロセス用の容器と、
前記容器内へガスを導入するためのガス導入手段と、
前記容器内の雰囲気を排気するための排気手段と、
請求項１乃至７のいずれか一項に記載された載置台構造と、
を備えたことを特徴とする処理装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１１−６６１８６（Ｐ２０１１−６６１８６Ａ）
【公開日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２１５３２２（Ｐ２００９−２１５３２２）
【出願日】平成２１年９月１７日（２００９．９．１７）
【出願人】（０００２１９９６７）東京エレクトロン株式会社 (5,184)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月１７日（２００９．９．１７）
【出願人】（０００２１９９６７）東京エレクトロン株式会社 (5,184)
【Ｆターム（参考）】
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