JP2000306978A - 基板処理装置、基板搬送装置、および基板処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 成膜室内への処理前基板搬送動作と、基板予
備室への処理済み基板搬送動作とを同時に行って、基板
処理サイクルを短縮し、単位時間当たりの基板処理枚数
を増加する。 【解決手段】 真空搬送室Ｔ２を中心にして一軸上に成
膜室Ｒ、基板予備室Ｌ／Ｈを配置する。基板予備室Ｌ／
Ｈに２段構成の処理前基板収納スロットＨと処理済み基
板収納スロットＬとを設ける。真空搬送室Ｔ２に２段構
成の上段アーム２０１と下段アーム２０２とを伸縮自在
に設け、両アーム２０１、２０２は同時に直進動作をす
る。下段アーム２０２が成膜室Ｒに処理済み基板Ｕ２を
受取りに行く動作中に、上段アーム２０１が基板予備室
Ｌ／Ｈに処理前基板Ｕ１を受取りに行く。上段アーム２
０１は受取った処理前基板Ｕ１を処理室Ｒへ、また下段
アーム２０２が受取った処理済み基板Ｕ２は処理済み基
板収納スロットＬへ搬送する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は基板処理装置、基板
搬送装置および基板処理方法に係り、特にＬＣＤまたは
半導体を製造するＣＶＤ装置、ドライエッチング装置、
アッシング装置、スパッタ装置などのドライプロセス装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の枚葉型の基板処理装置の構成例を
図２７、図２８に示す。

【０００３】図２７はインライン型のＬＣＤ用プラズマ
ＣＶＤ装置の説明図である。ロード側カセットスタンド
Ｓ１に第１搬送室Ｔ１が連設され、第１搬送室Ｔ１には
ゲートバルブを介してロード側基板予備室Ｌ１が連設さ
れ、さらにロード側基板予備室Ｌ１にはゲートバルブを
介して第２搬送室Ｔ２が連設されている。第２搬送室Ｔ
２にはゲートバルブを介して予備加熱室Ｈが連設されて
いる。また、第２搬送室Ｔ２には第１成膜室Ｒ１、第３
搬送室Ｔ３、第２成膜室Ｒ２、第４搬送室Ｔ４、さらに
第３成膜室Ｒ３が順次ゲートバルブを介して連設され、
前記第４搬送室Ｔ４にはゲートバルブを介して基板冷却
室を兼ねるアンロード側基板予備室Ｌ２が連設され、さ
らにゲートバルブを介して第５搬送室Ｔ５、該第５搬送
室Ｔ５にアンロード側カセットスタンドＳ２が連設され
ている。

【０００４】カセットスタンドＳ１、Ｓ２は基板が装填
された基板カセットを授受可能であり、第１搬送室Ｔ１
の搬送装置との協働により、基板を１枚ずつロード側基
板予備室Ｌ１に搬送可能となっており、また第２搬送室
Ｔ２の搬送装置はロード側基板予備室Ｌ１の基板を予備
加熱室Ｈに搬送し、また、予備加熱室Ｈの基板を第１成
膜室Ｒ１に搬送する。さらに、第３搬送室Ｔ３の搬送装
置は、第１成膜室Ｒ１から第２成膜室Ｒ２へ基板を搬送
し、第４搬送室Ｔ４の搬送装置は第２成膜室Ｒ２から第
３成膜室Ｒ３へ、或は第３成膜室Ｒ３からアンロード側
基板予備室Ｌ２へ基板を搬送し、第５搬送室Ｔ５の搬送
装置はアンロード側基板予備室Ｌ２からアンロード側カ
セットスタンドＳ２へ基板を搬送するようになってい
る。また、第１搬送室Ｔ１、第２搬送室Ｔ２、第３搬送
室Ｔ３、第４搬送室Ｔ４、第５搬送室Ｔ５の搬送装置は
それぞれ独立して基板を搬送可能となっている。

【０００５】図２８はクラスタ型のＬＣＤ用プラズマＣ
ＶＤ装置の説明図である。真空搬送室Ｔ２の外形７角形
状の側壁に、真空室を丸型に配置する。手前から右回り
に順に、基板加熱室Ｈ、成膜室となる第２処理室Ｒ２、
第４処理室Ｒ４、ロードロック室を備えた第２基板予備
室Ｌ２、第１基板予備室Ｌ１、成膜室となる第３処理室
Ｒ３、第１処理室Ｒ１がそれぞれゲートバルブを介して
気密に連設される。

【０００６】中央の真空搬送室Ｔ２の真空搬送ロボット
Ａは搬送アームを具備し、基板を搬送可能であり、上述
した複数の室Ｈ、Ｒ１〜Ｒ４、Ｌ１〜Ｌ２の任意の室に
対して基板を搬送または搬出できるようになっている。
第１基板予備室Ｌ１および第２基板予備室Ｌ２に対峙し
て、基板カセットを搬入または搬出する第１のカセット
スタンドＳ１と第２のカセットスタンドＳ２がそれぞれ
設けられる。第１基板予備室Ｌ１と第１のカセットスタ
ンドＳ１、および第２基板予備室Ｌ２と第２のカセット
スタンドＳ２の間に、１組の搬送アームを有する大気搬
送ロボットＢ１、Ｂ２をそれぞれ備えた大気搬送スタン
ドＴ１が設けられる。各大気搬送ロボットＢ１、Ｂ２
は、第１または第２のカセットスタンドＳ１、Ｓ２と、
第１または第２の基板予備室Ｌ１、Ｌ２との間で基板の
授受を行うようになっている。

【０００７】真空搬送室Ｔ２内の真空搬送ロボットＡの
搬送アームにより基板を第１の基板予備室Ｌ１から受取
り、基板加熱室Ｈに搬入する。加熱後真空搬送ロボット
Ａで基板を基板加熱室Ｈから取り出し、第１〜第４処理
室Ｒ１〜Ｒ４のいずれかに搬入して、基板の処理を行
う。

【０００８】基板の処理が完了すると、真空搬送ロボッ
トＡの搬送アームにより基板を受取り、第２の基板予備
室Ｌ２に移載する。第２の基板予備室Ｌ２は第１の基板
予備室Ｌ１の全ての基板の処理が完了するまで処理済み
の基板を保管する。そして、保管している間に基板は冷
却される。

【０００９】全ての基板の処理が完了すると、第２の大
気搬送ロボットＢ２により第２の基板予備室Ｌ２から基
板カセットを取り出し、第２のカセットスタンドＳ２に
払い出す。第１のカセットスタンドＳ１に投入された処
理前基板が装填された基板カセットを第１の大気搬送ロ
ボットＢ１により第１の基板予備室Ｌ１に搬入し、上述
した処理を続行する。

【００１０】なお、上述したクラスタ型の基板処理装置
の説明では、ＬＣＤ用プラズマＣＶＤ装置を例にとった
が、ＬＣＤ用ドライエッチング、アッシング、あるいは
ＬＣＤ用スパッタ装置についても同様である。処理室Ｒ
１〜Ｒ４は成膜、エッチング、スパッタに用いられ、成
膜やスパッタの前工程とする基板を加熱する工程が必要
でない場合は、基板加熱室Ｈを削除すればよい。

【００１１】図２７に示す従来のインライン型プラズマ
ＣＶＤ装置では、それぞれの処理室を中心にロード・ア
ンロード専用のロボットをそれぞれ対称に配置し、反応
室Ｒ、基板予備室Ｔ、基板加熱室Ｈの無駄時間を削減
し、スループットの向上を図っている。しかし、このシ
ステムではロボットの数が多くなり、従ってコストが高
くなり、フットプリントも大きくなってしまうという欠
点があった。

【００１２】また図２８に示す従来のクラスタ型プラズ
マＣＶＤ装置も反応室Ｒが複数必要となる高スループッ
トを実現する装置に対しては有効である。しかし、より
高いスループットを実現するために、より多くの反応室
を１台のＣＶＤ装置に設置しようとする場合、同じ室構
成でより高いスループットを実現するには、（１）基板
加熱室Ｈのチャージ枚数（スロット数）を複数にする、
（２）処理室Ｒの無駄時間を削減するためロボットＡを
フログレッグ式ダブルハンド化する、（３）３６０度旋
回可能な高速搬送ロボットの実現など、共通部の処理能
力も向上させる必要がある。

【００１３】このため、真空搬送室Ｔ２及び基板加熱室
Ｈのコストが高くなり、真空室も巨大化してしまうとい
う欠点がある。特に基板の大型化が著しいＬＣＤ製造ラ
インにおいては、現在の延長線で上述のような高い処理
能力を実現するには技術的課題が大きく、過剰なコスト
が発生してしまうことになる。また、従来の基板サイズ
においても反応室１室〜２室程度で充分な低スループッ
トの装置の場合、先述とは逆にコスト及びフットプリン
トの面で共通部の占める割合が大きくなり、大きな無駄
を生じてしまうという問題があった。

【００１４】上述した問題は、ドライエッチング、アッ
シング複合装置、スパッタ装置についても共通し、また
半導体製造装置においても当てはまる。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】あらゆる目標スループ
ットに対しフレキシビリティのある装置を得るために
は、付加価値のある成膜室１室で１台の装置を構成し、
目標スループットに応じその装置台数を提供することが
必要である。この装置の総合パフォーマンスを高め、効
率的な装置とするためには低コスト化、省スペース化を
実現し、さらに従来のクラスタ型の成膜室１室当たりの
スループットと同等以上のスループットを排出すること
のできるシステムを構築する必要がある。

【００１６】また、従来の課題の一つであるフットプリ
ントの無駄を排除し効率的な装置を提供するためには、
装置の室数を極力少なくし、室の大きさの極小化を図
り、室の配置を四角くする必要がある。さらに、もう一
つの課題であるコストの無駄を排除し、効率的な装置を
提供するためには、同じく装置を構成する室数を少なく
し、室の大きさの極小化を図り、さらに搬送系の簡略化
（駆動軸数を少なくする）および室内構造の簡略化を図
る必要がある。

【００１７】そこで、図２９に示すような一軸配列（イ
ンライン）のＣＶＤ装置が考えられている。まず室数を
少なくすることに対しては、従来独立した室により処理
を行ってきた基板加熱室と基板予備室の機能を統合し、
新たに基板加熱機構付き基板予備室Ｌ／Ｈを設けること
により、従来基板予備室１〜２室と基板加熱室１室の合
計２〜３室あった真空室を統合して１室にする。これに
より真空室は基板予備室Ｌ／Ｈ、真空搬送室Ｔ２、成膜
室Ｒの３室で構成することが可能となり、真空搬送室Ｔ
２を中心に一軸上に室を配置することにより、ＣＶＤ装
置を四角く設置しフットプリントの無駄を排除すること
ができるようになる。なお、Ｔ１は大気搬送室である。

【００１８】しかし、従来のクラスタ型のように基板を
順送りに搬送し、順次処理を開始していくことにより並
列処理をすることが図２９の装置では不可能であるた
め、搬送を含めた各処理時間が直列的に装置の処理時間
間隔に加算されてしまう。例えば１枚処理の基板予備室
およびシングルハンドの基板搬送機構であれば、 基板ロード時間＋予備室真空排気および加熱時間＋搬送
時間（基板予備室から成膜室へ）＋反応室処理時間＋搬
送時間（成膜室から基板予備室へ）＋予備室大気開放時
間＋基板アンロード時間 が装置の処理時間間隔（基板排出間隔）となり、従来の
クラスタ型における成膜室１室当たりのスループットを
このシステムで実現することが不可能となる。本発明の
課題は、上述した従来技術の問題点を解消して、一軸配
列の基板処理装置でありながら、基板の搬送時間を低減
して基板処理サイクルを短縮でき、単位時間当たりの基
板処理枚数を増加することが可能な基板処理装置、基板
搬送装置および基板処理方法を提供することにある。

【００１９】

【課題を解決するための手段】請求項１の基板処理装置
は、基板に所定の処理を施す基板処理室と、該基板処理
室内に基板を載置する基板載置部と、前記基板処理室で
所定の処理を施される処理前基板あるいは所定の処理が
施された処理済み基板を収納する基板収納部と、該基板
収納部から基板処理室内の基板載置部へ処理前基板を搬
送し、基板処理室内の基板載置部から基板収納部へ処理
済み基板を搬送する基板搬送装置とを備え、前記基板搬
送装置に同時に動作する基板搬送部を２つ設けて、一方
の基板搬送部で基板収納部から基板処理室内の基板載置
部へ処理前基板を搬送し、他方の基板搬送部で基板処理
室内の基板載置部から基板収納部へ処理済み基板を搬送
するようにした基板処理装置である。前述した基板処理
室、基板収納部、基板搬送装置は一軸配列である。

【００２０】請求項１の基板処理装置により、基板搬送
装置に基板搬送部を２つ設けて、基板収納部から基板処
理室内の基板載置部へ基板を搬送する動作と基板処理室
内の基板載置部から基板収納部へ基板を搬送する動作を
同時に行うことにより、基板の搬送時間を約半分に低減
できる。これにより基板処理装置における基板処理サイ
クルを短縮でき、単位時間当たりの基板処理枚数を増加
することができる。本発明において、２つの基板搬送部
の並べかたは任意である。装置の大型化が問題にならな
い場合には、横並びに２つ設けるようにしても、上下に
２つ並べるようにしてもよい。また、２つの基板搬送部
は、それぞれ処理前基板専用、および処理済み基板専用
として固定使用するようにしてもよいが、そのように固
定せず、あるときは処理前基板を扱い、あるときは処理
済み基板を扱うというように、任意使用することが好ま
しい。

【００２１】請求項２の基板処理装置は、前記基板収納
部を少なくとも２つ設けて、一方の基板収納部で前記処
理前基板を収納し、他方の基板収納部で前記処理済み基
板を収納するようにした請求項１に記載の基板処理装置
である。請求項２の基板処理装置により、少なくとも２
つの基板収納部を２つの基板搬送部と対応させること
で、基板搬送装置の余分な動作を省くことができ、基板
搬送時間を一層低減できる。

【００２２】請求項３の基板処理装置は、前記処理前基
板を収納する基板収納部の基板載置面と前記基板載置部
の基板載置面との高さ位置に差をつけて配置し、該高さ
位置における差が処理前基板を搬送する基板搬送部の基
板載置面と処理済み基板を搬送する基板搬送部の基板載
置面との高さ位置の差とほぼ同じとした請求項２に記載
の基板処理装置である。好ましくは、基板搬送装置に、
処理前基板を搬送する基板搬送部および処理済み基板を
搬送する基板搬送部を同時に昇降する１台の昇降機構を
設け、基板収納部の処理前基板を収納する基板収納部か
らの処理前基板の受取りと、基板処理室の基板載置部か
らの処理前基板の受取りとを同時に行えるようにすると
良い。請求項３の基板処理装置により、処理前基板を収
納する基板収納部から処理前基板を受取る動作と、基板
処理室の基板載置部から処理済み基板を受取る動作とを
同時に行う場合、基板搬送装置に設けた昇降機構が１台
でも、その上下動作を最短にすることが可能となり、基
板搬送時間をより一層低減できる。

【００２３】請求項４の基板処理装置は、前記処理済み
基板を収納する基板収納部の基板載置面と前記基板載置
部の基板載置面との高さ位置に差をつけて配置し、該高
さ位置における差が処理前基板を搬送する基板搬送部の
基板載置面と処理済み基板を搬送する基板搬送部の基板
載置面との高さ位置の差とほぼ同じとした請求項２また
は３に記載の基板処理装置。記載の基板処理装置であ
る。好ましくは、基板搬送装置に、処理前基板を搬送す
る基板搬送部および処理済み基板を搬送する搬送部を同
時に昇降する１台の昇降機構を設け、基板収納部の処理
済み基板を収納する基板収納部への処理済み基板の受渡
しと、基板処理室の基板載置部への処理前基板の受渡し
とを同時に行えるようにすると良い。請求項４の基板処
理装置により、処理済み基板を収納する基板収納部へ処
理済み基板を受け渡す動作と、基板処理室の基板載置部
へ処理前基板を受け渡す動作とを同時に行う場合、基板
搬送装置に設ける昇降機構が１台であっても、その上下
動作を最短にすることが可能となり、基板搬送時間をよ
り一層低減できる。

【００２４】請求項５の基板処理装置は、前記基板収納
部を昇降させる昇降機を設け、前記昇降機により昇降す
る前記基板収納部を３段以上設け、前記昇降機で前記基
板収納部を昇降したとき、３段以上の基板収納部のう
ち、１つの基板収納部が、前記基板搬送装置の処理前基
板搬送部と対応する高さ位置に来て前記処理前基板搬送
部からアクセス可能となるようにし、他の１つの基板収
納部が、前記基板搬送装置の処理済み基板搬送部と対応
する高さ位置に来て前記処理済み基板搬送部からアクセ
ス可能となるようにしたことを特徴とする請求項１に記
載の基板処理装置である。請求項５の基板処理装置によ
り、基板収納部を３段以上設けて基板収納部での処理を
並行して行い、かつ昇降機構により３段以上の基板収納
部を昇降させて、いずれかの基板収納部にアクセスでき
るようにしたので、基板処理時間が基板処理のための準
備時間より短い場合に、装置の処理時間間隔で支配的と
なる基板収納部での処理が短縮できるので、処理時間間
隔を短縮させることができる。

【００２５】請求項６の基板処理装置は、前記基板搬送
装置における基板搬送部は直進動作をし、処理前基板を
搬送する基板搬送部と処理済み基板を搬送する基板搬送
部とが相反する方向に伸縮する請求項１ないし５のいず
れかに記載の基板処理装置である。好ましくは、基板搬
送装置に設けた２つの基板搬送部を直進動作して伸縮自
在とし、待機時に処理前基板を搬送する基板搬送部およ
び処理済み基板を搬送する基板搬送部はともに縮んで基
板搬送装置内に納まる。基板搬送時に、一方の処理前基
板を搬送する基板搬送部は、基板搬送装置から処理前基
板を収納する基板収納部へ伸長して処理前基板を受け取
り、一旦縮んで基板搬送装置を経由して基板処理室へ伸
長して処理前基板を受渡す。他方の処理済み基板を搬送
する基板搬送部は、基板搬送装置から基板処理室へ伸長
して処理済み基板を受け取り、一旦縮んで基板搬送装置
を経由して処理済み基板を収納する基板収納部へ伸長し
て処理済み基板を受渡すように構成されると良い。請求
項６の基板処理装置により、基板を回転させない分、基
板搬送装置の設置面積を低減でき、基板処理装置が設置
されるクリーンルームの有効利用が図られる。

【００２６】請求項７に記載の基板処理装置は、前記２
つの基板搬送部は、上から見てほぼ重なるように２段構
成となっている請求項１ないし６のいずれかに記載の基
板処理装置である。この請求項７の基板処理装置によれ
ば、基板搬送部を上下の２段構成としたので、横並びに
２つ並べるものに比して基板搬送部を収納する基板搬送
室が小さくなり、装置全体を小型化でき、装置コストも
低減できる。また基板搬送室を真空引きする場合には真
空引きに要する時間を低減でき、スループットが向上す
る。

【００２７】請求項８の基板処理装置は、基板を処理す
る気密構造の１つの基板処理室と、１つの基板搬送室
と、１つの予備室とを順次設け、前記基板処理室と前記
基板搬送室との間に設けられた第１のハルブであって、
閉じた場合には前記基板処理室と前記基板搬送室との間
を気密にすることができ、開いた場合には前記基板がそ
の内部を通って移動可能な第１のハルブと、前記基板搬
送室と前記予備室との間に設けられた第２のバルブであ
って、閉じた場合には前記基板搬送室と前記予備室との
間を気密にすることができ、開いた場合には前記基板が
その内部を通って移動可能な第２のバルブと、前記予備
室と大気圧側の間に設けられた第３のバルブであって、
閉じた場合には前記予備室を気密にすることができ、開
いた場合には前記基板がその内部を通って移動可能な第
３のバルブとを設け、前記予備室の外の大気圧側には前
記予備室とほぼ同じ高さに複数枚の基板を積層保持可能
なカセットを設け、前記基板搬送室には前記１つの予備
室と前記１つの基板処理室との間で基板の受渡しが可能
な第１の基板搬送装置を設け、前記カセットと前記予備
室の間には基板の受渡しが可能な第２の基板搬送装置を
有することを特徴とする基板処理装置である。

【００２８】カセットローダ室に対して、基板処理室、
基板搬送室、予備室、第１ないし第３のバルブからなる
複数の連結モジュールを鉛直方向に積み重ね、各連結モ
ジュールの予備室と、これらの予備室の高さと異なる位
置のカセットに基板を搬送することが可能な基板搬送装
置を設けた基板処理装置は知られている。これに対し
て、請求項８の発明では基板処理室、基板搬送室、予備
室、第１ないし第３のハルブからなるただ１つの連結モ
ジュールを設けるのみであり、またカセットも予備室の
高さとほぼ同じ高さにしている。このため、上記のよう
な公知の基板処理装置と比較して、大気圧側に設けた第
２の基板搬送装置における上下昇降機構が短くなるの
で、装置の製造コストを低減でき、また基板搬送におけ
る所用時間を短縮することができる。

【００２９】請求項９の基板処理装置は、前記カセット
の複数枚積層基板の載置位置の高さ範囲内に、前記基板
予備室の基板収納部が位置することを特徴とする請求項
８に記載の基板処理装置である。これにより、更に効果
的に基板搬送装置の機構が簡略化するので、装置の製造
コストを一層低減でき、また基板搬送における所用時間
を更に短縮することができる。

【００３０】請求項１０の基板処理装置は、前記第２の
基板搬送装置が、前記カセットの複数枚積層基板の載置
位置の高さ範囲内に基板の搬入及び／または搬出動作可
能な範囲内で昇降する昇降機構を有することを特徴とす
る請求項９に記載の基板処理装置である。このように第
２の基板搬送装置に設ける機構を昇降機構とすると、更
に効果的に昇降機構が短くできるので、装置の製造コス
トを一層低減でき、また基板搬送における所用時間を更
に短縮することができる。

【００３１】請求項１１の基板搬送装置は、基板収納部
から基板処理室内の基板載置部へ処理前基板を搬送し、
基板処理室内の基板載置部から基板収納部へ処理済み基
板を搬送する基板搬送装置において、前記基板搬送装置
に同時に動作する基板搬送部を２つ設けて、一方の基板
搬送部で基板収納部から基板処理室内の基板載置部へ処
理前基板を搬送し、他方の基板搬送部で基板処理室内の
基板載置部から基板収納部へ処理済み基板を搬送するよ
うにした基板搬送装置である。請求項１１の基板搬送装
置により、基板搬送装置に基板搬送部を２つ設けて、基
板収納部から基板処理室内の基板載置部へ基板を搬送す
る動作と基板処理室内の基板載置部から基板収納部へ基
板を搬送する動作を同時に行うことにより、基板の搬送
時間を約半分に低減できる。特に、前記２つの基板搬送
部は、上から見てほぼ重なるように２段構成とすること
が好ましい。基板搬送部を上下の２段構成とすると、基
板搬送部を収納する基板搬送室が小さくなり、装置コス
トを低減できる。また基板搬送室を真空引きする場合に
は真空引きに要する時間を低減でき、スループットが向
上する。

【００３２】請求項１２の基板処理方法は、第１の基板
支持部で基板処理室に処理済み基板を受け取りに行く動
作中に、第２の基板支持部で処理前基板を受け取りに行
き、前記第１の基板支持部で処理済み基板を受け取り、
第２の基板支持部で処理前基板を受け取った後、前記第
２の基板支持部で処理前基板を処理室に搬入し、前記処
理前基板を前記処理室で所定の処理を施す基板処理方法
である。ここで受取った処理前基板は処理室へ搬送する
が、受取った処理済み基板は基板収納部へ搬送するよう
にしても、あるいは次の処理工程の処理室へ搬送するよ
うにしてもよい。これにより、基板搬送時間を短縮で
き、基板処理装置における基板処理サイクルを短縮で
き、単位時間当たりの基板処理枚数を増加することがで
きる。

【００３３】請求項１３の基板処理方法は、前記第２の
基板支持部で処理前基板を処理室に搬入している動作中
に、前記受け取った処理済み基板を収納する請求項１２
に記載の基板処理方法である。受取った処理済み基板を
収納する動作中に、前記受取った処理前基板を処理室内
に搬入することにより、基板搬送時間を一層短縮でき
る。

【００３４】請求項１４の基板処理方法は、前記処理済
み基板を受け取りに行く動作と処理済み基板を受け取り
に行く動作がほぼ同時に開始することを特徴とする請求
項１２に記載の基板処理方法である。処理済み基板を受
取りに行く動作と処理前基板を受取りに行く動作がほぼ
同時に開始することにより、基板搬送時間を最短にで
き、基板処理装置における基板処理サイクルを更に短縮
でき、単位時間当たりの基板処理枚数を更に増加するこ
とができる。

【００３５】

【発明の実施の形態】本発明の基板処理装置の実施の形
態として、ＬＣＤ基板を処理する枚葉式のプラズマＣＶ
Ｄ装置を例にとって説明する。

【００３６】ＬＣＤ用のＣＶＤ装置は、図２９に示す一
軸配列のＣＶＤ装置と基本構成は共通する。すなわち大
気搬送ロボットＢを備えた大気搬送室Ｔ１と複数の真空
室から構成される。複数の真空室は、基板加熱室と予備
室（ロードロック室）の機能を統合した基板収納部とし
ての基板予備室Ｌ／Ｈ、真空搬送ロボットを備えた基板
搬送室としての真空搬送室Ｔ２、成膜処理を行う基板処
理室としての成膜室Ｒの３室で構成する。真空搬送室Ｔ
２を中心に一軸上に３つの真空室を配置して、基板処理
装置を丸くではなく、四角く設置してフットプリントの
無駄を排除するようにしてある。また、独立した室によ
り処理を行ってきた基板加熱室と予備室とを１つの基板
予備室Ｌ／Ｈとして設けることにより、基板予備室１〜
２室と基板加熱室１室の合計２〜３室あった真空室を統
合して１室にしている。１軸配列および真空室の統合に
より装置設置のための床面積が縮小できる。

【００３７】以下に図１を用いて具体的に説明する。図
１に前述したＬＣＤ用ＣＶＤ装置の一軸方向に沿った縦
断面図を示す。複数枚の基板を積層保持可能な基板カセ
ットＣが大気圧側に設けられる。この基板カセットＣ内
の基板を搬送する第２の基板搬送装置としての大気搬送
ロボットＢを備えた大気搬送室Ｔ１が基板カセットＣに
隣接される。この大気搬送室Ｔ１と隣接し、かつゲート
バルブＧ１を介して基板予備室Ｌ／Ｈが設けられる。前
記基板カセットＣは、この基板予備室Ｌ／Ｈとほぼ同じ
高さに設置する。基板予備室Ｌ／ＨにはゲートバルブＧ
２を介して第１の基板搬送装置としての真空搬送ロボッ
トＡを備えた真空搬送室Ｔ２が連設される。さらに真空
搬送室Ｔ２にはゲートバルブＧ３を介して成膜室Ｒが連
設される。

【００３８】大気搬送室Ｔ１の大気搬送ロボットＢは、
アーム１を有し、アーム１の先端は１軸駆動による正方
向の直進運動をして、旋回によりその方向を任意に変
え、再び直進運動することにより基板を搬送する。搬送
内容は、基板カセットＣと基板予備室Ｌ／Ｈ間での基板
の受渡しである。すなわち、一方で基板カセットＣへ処
理済み基板Ｕ２をロードし、基板カセットＣから処理前
基板Ｕ１をアンロードし、他方で基板予備室Ｌ／Ｈへ処
理前基板Ｕ１をロードし、基板予備室Ｌ／Ｈから処理済
み基板Ｕ２をアンロードする。

【００３９】基板予備室Ｌ／Ｈは、成膜室Ｒで所定の処
理を施される処理前基板Ｕ１、あるいは所定の処理が施
された処理済み基板Ｕ２を収納する（処理前基板Ｕ１又
は／及び処理済み基板Ｕ２を単に基板Ｕという）。基板
予備室Ｌ／Ｈ内の基板収納部は上下２段に設け、かつ真
空搬送ロボットＡの基板搬送部２８の上段アーム２０１
に対応する側を処理前基板収納スロットＨ（Ｈ室）と
し、基板搬送部２８の下段アーム２０２に対応する側を
処理済み基板収納スロットＬ（Ｌ室）としている。ま
た、真空搬送ロボットＡの基本搬送部２８の上段アーム
２０１に対応する側を処理済み基板収納スロットＬ（Ｌ
室）とし、基板搬送部２８の下段アーム２０２に対応す
る側を処理前基板収納スロットＨ（Ｈ室）としても良
い。これにより、処理前基板の加熱、処理済み基板の冷
却が必要であっても、別々に対応でき、処理時間の短縮
を図ることができる。

【００４０】上段の処理前基板収納スロットＨにはパネ
ルヒータ１１および反射板１２が設けられ、複数の支持
ピン１３に水平支持される１枚の処理前基板Ｕ１を予備
加熱するようになっている。下段の処理済み基板収納ス
ロットＬには冷却板１４および反射板１５が設けられ、
複数の支持ピン１６に水平支持される１枚の処理済み基
板Ｕ２を冷却するようになっている。複数の基板支持ピ
ン１３および１６の各頂部と接するそれぞれの面が基板
載置面１３Ｓ、１６Ｓとなる。

【００４１】真空搬送室Ｔ２は基板Ｕの受渡しが可能な
基板搬送装置としての真空搬送ロボットＡを備える。基
板搬送ロボットＡは基板Ｕを搬送する基板搬送部２８
と、基板搬送部２８を駆動する駆動伝達系としての搬送
機構部２１とから構成される。さらに基板搬送部２８は
基板Ｕを支持する基板支持部（エンドエフェクタ）と基
板支持部２８を動かす搬送アーム２００とから成る。

【００４２】真空搬送ロボットＡの搬送アーム２００は
上下に２段設け、一方を基板予備室Ｌ／Ｈから成膜室Ｒ
内のアノードとなる基板載置台３１へ１枚の処理前基板
Ｕ１を搬送する上段アーム２０１とする。他方を成膜室
Ｒ内の基板載置台３１から基板予備室Ｌ／Ｈへ１枚の処
理済み基板Ｕ２を搬送する下段アーム２０２とし、これ
が前記一方の上段アーム２０１と同時に動作するように
なっている。

【００４３】処理前基板収納スロットＨの基板載置面１
３Ｓと、成膜室Ｒにおける基板支持ピン３２の基板載置
面３２Ｓとの高さ位置に差αをつけて配置し、この高さ
位置における差αが処理前基板Ｕ１を搬送する上段アー
ム２０１の基板載置面２０１Ｓと処理済み基板Ｕ１を搬
送する下段アーム２０２の基板載置面２０２Ｓとの高さ
位置の差γとほぼ同じとする。真空搬送ロボットＡの余
分な上下動作を省くためである。

【００４４】また処理済み基板収納スロットＬの基板載
置面１６Ｓと、基板支持ピン３２の基板載置面３２Ｓと
の高さ位置に差βをつけて配置し、この高さ位置におけ
る差βが処理前基板Ｕ２を搬送する上段アーム２０１の
基板載置面２０１Ｓと処理済み基板Ｕ２を搬送する下段
アーム２０２の基板載置面２０２Ｓとの高さ位置の差γ
とほぼ同じとする。真空搬送ロボットＡの余分な上下動
作を省くためである。

【００４５】真空搬送ロボットＡにおける上下段アーム
２０１、２０２は、直進動作をし、上段アーム２０１と
下段アーム２０２とが相反する方向に伸縮するようにな
っている。下段アーム２０２が成膜室Ｒに処理済み基板
Ｕ２を受け取りに行く動作中に、上段アーム２０１が処
理前基板Ｕ１を受取りに行き、受取った処理済み基板Ｕ
２を基板予備室Ｌ／Ｈに収納する動作中に、受取った処
理前基板Ｕ１を成膜室Ｒ内に搬入するようになってい
る。このとき下段アーム２０２が処理済み基板Ｕ２を受
取りに行く動作と、上段アーム２０１が処理前基板Ｕ１
を受取りに行く動作がほぼ同時に開始するようになって
いる。

【００４６】真空搬送室Ｔ２内の真空搬送ロボットＡを
搭載する搬送台２２は、真空搬送室Ｔ２の底部から内部
にＺ軸方向に挿入された昇降軸２３に連結され、上下に
昇降できるようになっている。その昇降機構２０は、ボ
ールネジ２４をモータ２５により回転させることによ
り、ボールネジ２４に螺合して上下動する前記昇降軸２
３を介して行われる。昇降軸２３の周囲にはベローズ２
６が設けられ、駆動軸２６の軸方向運動時の気密を確保
するようになっている。

【００４７】成膜室Ｒは、その中央に基板載置台３１に
設けられた基板載置部としての複数の基板支持ピン３２
を備え、基板支持ピン３２上に基板Ｕを支持するように
なっている。複数の基板支持ピン３２の頂部と接する面
が基板載置面３２Ｓとなる。基板載置台３１は、成膜室
Ｒの底部から内部にＺ軸方向に挿入された昇降軸３３に
連結され、昇降できるようになっている。その昇降機構
３０は、ボールネジ３４をモータ３５により回転させる
ことにより、ボールネジ３４に螺合して上下動する前記
昇降軸３３を介して行われる。昇降軸３３の周囲にはベ
ローズ３６が設けられ、昇降軸３３の軸方向運動時の気
密を確保するようになっている。

【００４８】成膜室Ｒは二槽構造になる。基板載置台３
１が上昇すると、成膜室Ｒのカソードとなる天井３７に
突設した内槽上半部３８と基板載置台３１側に突設した
内槽下半部３９とが閉じて内槽が形成され、支持ピン３
２が基板載置台３１内へ引っ込んで、支持ピン３２から
基板載置台３１への基板の移載を可能にする。基板載置
台３１が下降すると内槽が開くとともに、支持ピン３２
が基板載置台３１から飛出して支持ピン３２への基板の
移載を可能とする。

【００４９】図２、図３に真空搬送室Ｔ２内に設けられ
た搬送機構部２１の具体例を示す。容器状の搬送台２２
に、互いに逆方向（左右方向）の直線往復運動をする上
下２段の搬送アーム２００が設けられる。上下２段のア
ーム２０１、２０２は、それぞれ平行配列された２本で
一組になっており、ＬＣＤ基板Ｕの両側を支持して、Ｌ
ＣＤ基板Ｕを水平に搬送する。上下２段のアーム２０
１、２０２は共に、搬送台２２の左右の側壁に設けた２
つの開口２０３のうちの、一方の開口２０３から出てき
て一方の真空室内まで延出した後搬送台２２内へ引き返
し、再び他方の開口２０３から出ていき他方の真空室内
まで延出した後搬送台２２内へ引き返すという直線往復
運動ないし伸縮運動を行う。

【００５０】このような直線往復運動を行わせるため
に、アーム側には、アーム２０１、２０２の下部にリニ
アガイドレール２０４とラックギヤ２０５を平行に設け
る。搬送台側には、搬送台２２内に上下２段にベース２
０６、２０７を設けて、そのベース２０６、２０７の両
端にピニオンギヤ２０８を設置する。上記アーム２０
１、２０２の下部に設けたリニアガイドレール２０４を
ベース２０６、２０７に設けたリニアガイド２１７に離
脱しないように填め込んで、上下２段のアーム２０１、
２０２を各リニアガイド２１７に沿って摺動できるよう
にする。リニアガイド２１７上を往復直線運動できるア
ームを持つことにより、回転機構が不要となり機構の簡
略化により大幅なコストダウンが可能である。

【００５１】また昇降軸２３に主駆動軸２０９が軸方向
に挿通され、この主駆動軸２０９を１台の駆動源として
正逆回転するモータ２１０で回転させ、この回転を搬送
台２２内に配置されるカサ歯車２１１を介して２つの反
対方向に延びた水平従動軸２１２、２１３に互いに逆方
向回転となるように伝達する。なお、主駆動軸２０９は
昇降軸２３の下部で磁性流体２１４によってシールされ
ている。

【００５２】各水平従動軸２１２、２１３は各プーリ２
１５を回転させ、この回転をタイミングベルト２１６
で、連動軸２１８を介して上下２段のベース２０６、２
０７の両端に設けた各ピニオンギヤ２０８に伝達する。
ピニオンギヤ２０８の回転は、ラックギヤ２０５を介し
て上下２段のアーム２０１、２０２に伝えられ、２つの
アーム２０１、２０２の動きは連動した正逆の直進運動
となる。アーム２０１、２０２が搬送台２２内を通過す
る過程で、ラックギヤ２０５はベース２０６、２０７の
一端に設けたピニオンギヤ２０８から他端に設けたピニ
オンギヤ２０８に乗り移る。このように主駆動軸からカ
サ歯車で互いに逆向きの回転を与えた従動軸２軸に駆動
力を伝達することにより、アーム２０１、２０２は、互
いに逆向きに同時に移動することができる。

【００５３】上記搬送機構部２１においてアーム２０
１、２０２のストロークが不足する場合は、アーム２０
１、２０２を複数段の連動収縮型とするとよい。図３の
矢印で引出した拡大図例の連動収縮型搬送機構は、アー
ム２０１または２０２に対応するアーム３００自体がさ
らに２段構成になっている場合を示す。第１アーム用ピ
ニオンギヤ３０３（ピニオンギヤ２０８に対応）により
ラックギヤ３０４を介して直進運動する下段の第１アー
ム３０１と、継手アーム３０５を介して第１アーム３０
１と連動する上段の第２アーム３０２とを備える。

【００５４】第１アーム用ピニオンギヤ３０３の回転に
よりラックギヤ３０４を介して第１アーム３０１が進退
し、その進退とともにタイミングベルト３１０を介して
第２アーム用プーリ３０６が回転し、この回転を第２ア
ーム用タイミングベルト３０７で、継手アーム３０５の
両端に設けた第２アーム用ピニオンギヤ３０８に伝達す
る。第２アーム用ピニオンギヤ３０８の回転は、ラック
ギヤ３０９を介して第２アーム３０２に伝えられる。し
たがって第１アーム３０１が伸びたときは、これに連動
して第２アーム３０２も伸び、逆に第１アーム３０１が
縮んだときはこれに連動して第２アーム３０２も縮むこ
とになり、直進運動のストロークが拡張する。

【００５５】図１において、基板搬送部を２つ並べて同
時搬送する場合、基板予備室において、１基板収納部と
なるスロットは１段構成とする、２スロットは上下機構
を設けた２段構成とする、３上述した実施の形態のよう
に上下機構は基板搬送部側に担わせて、基板搬送部スロ
ットは上下機構を設けない上下２段構成とすることが考
えられる。

【００５６】１については、加熱及び冷却を同じスロッ
トで行わなければならないため、スロット自体が加熱さ
れないような工夫が必要となるが、加熱されないように
することは困難である。スロット自体が加熱されると、
スロットの冷却が必要となるため、スループットの低下
を招く。加熱を抑えるには、ランプ加熱を採用する必要
があるが、ランプ加熱は特に低温下における温度制御性
に問題がある。さらに急激なヒートサイクルを伴うので
パーティクル発生の原因となる。

【００５７】２については、２段構成のスロットを上下
する上下機構を基板予備室に設ける必要があるため、装
置の製造コストがアップする。

【００５８】３の実施の形態については、基板Ｕをスロ
ットへ移動するための上下機構を基板予備室側に設ける
必要がないため、装置の製造コストの低減が可能とな
る。また、加熱スロットと冷却のスロットを反射板１５
で隔てているため、各スロットは常にほぼ一定の温度を
保っていることから、基板予備室におけるパーティクル
の低減、低温化での温度安定性確保、スループットの向
上が期待できる。

【００５９】つぎに図４を用いてＣＶＤ装置の基板搬送
順序を説明すると、まず成膜室Ｒおよび基板予熱室Ｌ／
ＨのゲートバルブＧ２、Ｇ３を開く（ステップ１３
１）。両ゲートバルブＧ２、Ｇ３を開いたら、搬送アー
ム２００を伸長して上段アーム２０１は基板予備室Ｌ／
Ｈの処理前基板収納スロットＨに、下段アーム２０２は
反応室Ｒにそれぞれ挿入する（ステップ１３２）。真空
搬送室Ｔ２の昇降軸２３を上昇して、処理前基板収納ス
ロットＨの支持ピン１３に支持されている処理前基板Ｕ
１を上段アーム２０１で受け取り、下段アーム２０２で
反応室Ｒの支持ピン３２に支持されている処理済み基板
Ｕ２を受け取る（ステップ１３３）。

【００６０】基板Ｕ１、Ｕ２を受け取ったら上下段のア
ーム２０１、２０２を収縮して一旦搬送台２２内に納め
（ステップ１３４）、真空搬送室Ｔ２の昇降軸２３を下
降して、２段のアーム２０１、２０２の高さを収納しよ
うとする処理済み基板収納スロットＬおよび反応室Ｒの
挿入位置に高さをそれぞれ合せる（ステップ１３５）。
高さを合せた後、搬送アーム２００を伸長し、上段アー
ム２０１は反応室Ｒへ、下段アーム２０２は処理済み基
板収納スロットＬへそれぞれ挿入する（ステップ１３
６）。挿入したら昇降軸２３を下降して、下段アーム２
０２に支持されていた処理済み基板Ｕ２を処理済み基板
収納スロットＬの支持ピン１６に受け渡し、上段アーム
２０１に支持されていた処理前基板Ｕ１は反応室Ｒの支
持ピン３２に受け渡す（ステップ１３７）。受渡し完了
後、上下段のアーム２０１、２０２を収縮して（ステッ
プ１３８）、真空搬送室Ｔ２内に納めて、昇降軸２３を
上昇して、上下段のアーム２０１、２０２を初期ないし
待機位置に戻し、反応室Ｒおよび基板予備室Ｌ／Ｈの各
ゲートバルブＧ２、Ｇ３を閉じる（（ステップ１３
９）。

【００６１】図５を用いて、上述した上下２段のスロッ
トＨ、Ｌを有する基板予備室Ｌ／Ｈと、上下２段のアー
ム２０１、２０２を有する真空搬送室Ｔ２とを有するＣ
ＶＤ装置のＬＣＤ基板の処理の流れを説明する。なお、
図５において使用されている記号の意味をここにまとめ
て記す。

【００６２】Ｈ：処理前基板収納スロット Ｌ：処理済み基板収納スロット Ｔ：真空搬送室 Ｒ：成膜室 ロード：基板ロード（処理前基板収納スロットＨへ） アンロード：基板アンロード（処理済み基板収納スロッ
トＬより） Ｅｖａｃ：基板予備室真空排気 Ｖｅｎｔ：基板予備室大気開放 加熱：基板予備室の処理前基板収納スロットＨにおける
基板予備加熱 搬送１：処理前基板収納スロットＨから成膜室Ｒへ基板
搬送 搬送２：成膜室Ｒから処理済み基板収納スロットＬへ基
板搬送 ｎ−１枚目の処理前基板Ｕ１を基板予備室Ｌ／Ｈのスロ
ットＨにロードし、基板予備室Ｌ／Ｈを真空排気（Ｅｖ
ａｃ）した後、基板Ｕ１を所定温度まで加熱する。加熱
後、真空搬送室Ｔ２の上段アーム２０１で処理前基板Ｕ
１を成膜室Ｒに搬送する（搬送１）。成膜室Ｒで所定の
プロセスを行う。このプロセス終了に先立って、ｎ枚目
の処理前基板Ｕ１を基板予備室Ｌ／Ｈにロードし、基板
予備室Ｌ／Ｈを真空排気（Ｅｖａｃ）した後、所定温度
まで加熱する。この加熱の終了時間とプロセス終了時間
とを合せる。

【００６３】加熱、プロセス両終了後、真空搬送室Ｔ２
の下段アーム２０２でｎ−１枚目の処理済み基板Ｕ２を
成膜室Ｒから基板予備室Ｌ／ＨのスロットＬへ搬送し
（搬送２）、上段アーム２０１で先にロードしたｎ枚目
の処理前基板Ｕ１を成膜室Ｒに搬送する（搬送１）。こ
の両搬送２、１は、実施形態の構成によりパラレル処理
でかつ同時に行われる。

【００６４】基板予備室Ｌ／Ｈにｎ−１枚目の処理済み
基板Ｕ２を搬送した後、基板予備室Ｌ／Ｈを大気開放し
（Ｖｅｎｔ）、基板予備室Ｌ／ＨのスロットＬより外部
に大気搬送ロボットＢでアンロードする。また成膜室Ｒ
にｎ枚目の処理前基板Ｕ１を搬送後、前記基板予備室Ｌ
／Ｈの大気開放と同時に成膜室Ｒで所定のプロセスを行
う。このプロセス終了に先立って、ｎ＋１枚目の処理前
基板Ｕ１を基板予備室Ｌ／ＨのスロットＨにロードし、
基板予備室Ｌ／Ｈを真空排気（Ｅｖａｃ）した後、所定
温度まで加熱する。この加熱の終了時間とプロセス終了
時間とを合せる。このｎ枚目の基板のプロセス前半の処
理とｎ−１枚目の予備・アンロード処理、およびｎ枚目
のプロセス後半の処理とｎ＋１枚目のロード・予備処理
とは、ともに２つの処理（プロセス処理と予備・アンロ
ード処理／ロード・予備処理）を同時に行うパラレル処
理である。

【００６５】前記ｎ枚目の基板のプロセス処理、ｎ＋１
枚目の基板の加熱処理両終了後、真空搬送室Ｔ２の下段
アーム２０２でｎ枚目の処理済み基板Ｕ２を成膜室Ｒか
ら基板予備室Ｌ／ＨのスロットＬへ搬送し（搬送２）、
上段アーム２０１でｎ＋１枚目の処理前基板Ｕ１を基板
予備室Ｌ／ＨのスロットＨから成膜室Ｒに搬送する（搬
送１）。この両搬送１、２は、実施形態の構成によりパ
ラレル処理でかつ同時に行われる。

【００６６】基板予備室Ｌ／Ｈにｎ−１枚目の処理済み
基板Ｕ２を搬送した後、基板予備室Ｌ／Ｈを大気開放し
（Ｖｅｎｔ）、基板予備室Ｌ／ＨのスロットＬより外部
に大気搬送ロボットＢでアンロードする。また成膜室Ｒ
にｎ＋１枚目の処理前基板Ｕ１を搬送後、前記基板予備
室Ｌ／Ｈの大気開放と同時に成膜室Ｒで所定のプロセス
を開始する。

【００６７】以下、搬送（搬送２／搬送１）から搬送
（搬送２／搬送１）間の処理（これを処理時間間隔とい
う）を繰り返す。

【００６８】次に、図６〜図１０を用いてＬＣＤ用ＣＶ
Ｄ装置の成膜→成膜後の基板搬出→新規基板搬入の一連
動作をさらに具体的に説明する。図６は成膜中、図７は
成膜室からの処理済み基板の受け取り、図８は処理済み
基板の搬出、図９は処理前基板の成膜室への搬入、図１
０は成膜室での基板の受け取りをそれぞれ示す。

【００６９】成膜時は図６に示すように、全ゲートバル
ブＧ１〜Ｇ３は閉じている。成膜室Ｒでは基板Ｕを成膜
中である。真空搬送室Ｔ２はアーム２０１、２０２を縮
めて待機中である。基板予備室Ｌ／Ｈは処理前基板収納
スロットＨに収納されている処理前基板Ｕ１を予備加熱
中である。

【００７０】成膜が終了したら図７に示すように、第２
及び第３ゲートバルブＧ２、Ｇ３を開いて、成膜室Ｒの
昇降機構３０を駆動して昇降軸３３を降下させる。これ
により基板載置台３１から処理済み基板Ｕ２を浮かせ
る。真空搬送ロボットＡを動かし、空の下段アーム２０
２を真空搬送室Ｔ２から成膜室Ｒに伸ばして処理済み基
板Ｕ２の下に滑り込ませ、空の上段アーム２０１を基板
予備室Ｌ／Ｈ内の処理前基板収納スロットＨの処理前基
板Ｕ１の下に滑り込ます。図において、成膜室Ｒは受渡
し前、真空搬送室Ｔ２は搬出動作中で受け取り前、基板
予備室Ｌ／Ｈは処理前基板収納スロットＨでの受渡し前
をそれぞれ示している。

【００７１】両段のアーム２０１、２０２を各基板Ｕ
１、Ｕ２の下に滑り込ませたら、図８に示すように、真
空搬送室Ｔ２の昇降機構２０を駆動して昇降軸２３を上
昇させ、両段のアーム２０１、２０２を上昇する。下段
アーム２０２は成膜室Ｒで処理前基板Ｕ１を基板支持ピ
ン３２から受け取り、上段アーム２０１は基板予備室Ｌ
／Ｈの処理前基板収納スロットＨで基板支持ピン１３か
ら処理前基板Ｕ１を受け取る。これらの受取りは、基板
予備室の処理前基板収納部と成膜室の基板載置部間の高
さ位置の差α、およびアーム間の高さ位置の差γがほぼ
同じであるので、同時に行うことができる。図におい
て、成膜室Ｒは受渡し後、真空搬送室Ｔ２は搬出動作中
受取り後、基板予備室Ｌ／Ｈは処理前基板収納スロット
Ｈでの受渡し後をそれぞれ示している。

【００７２】各アーム２０１、２０２が基板Ｕを受け取
ったら、両アーム２０１、２０２を収縮して一旦搬送台
２２内の待機位置に戻したうえ、真空搬送室Ｔ２の昇降
機構２０を駆動して真空搬送ロボットＡを所定の位置ま
で下降する。下降後、図９に示すように、真空搬送ロボ
ットＡを駆動して両アーム２０１、２０２を反対方向に
伸ばす。 上段アーム２０１は基板予備室Ｌ／Ｈから成
膜室Ｒへ伸ばし処理前基板Ｕ１を成膜室Ｒ内へ搬入し、
下段アーム２０２は成膜室Ｒから基板予備室Ｌ／Ｈへ伸
ばし処理済み基板収納スロットＬ内へ処理済み基板Ｕ２
を搬入する。図において、成膜室Ｒは受取り前を、真空
搬送室Ｔ２は搬入動作中受渡し前を、基板予備室Ｌ／Ｈ
は処理済み基板収納スロットＬでの受け取り前をそれぞ
れ示す。

【００７３】両段のアーム２０１、２０２を各室Ｒ、Ｌ
／Ｈ内へ挿入したら、図１０に示すように、真空搬送室
Ｔ２の昇降機構２０を駆動して駆動軸２２を下降させ、
両段のアーム２０１、２０２を下降する。成膜室Ｒの基
板支持ピン３２は上段アーム２０１から処理前基板Ｕ１
を受け取り、基板予備室Ｌ／Ｈの処理済み基板収納スロ
ットＬの基板支持ピン１６は下段アーム２０２から処理
済み基板Ｕ２を受け取る。これらの受取りも、基板予備
室の処理済み基板収納部と成膜室の基板載置部間の高さ
位置の差α、およびアーム間の高さ位置の差γがほぼ同
じであるので、同時に行うことができる。図において、
成膜室Ｒは受渡し後、真空搬送室Ｌは搬出動作中受渡し
後、基板予備室Ｌ／Ｈは処理済み基板収納スロットＬで
の受渡し後をそれぞれ示している。

【００７４】このように互いに逆方向に直線運動して基
板搬送室Ｔ２の両側に位置する成膜室Ｒと基板予備室Ｌ
／Ｈとに同時にアクセスできる２つのアーム２０１、２
０２を備えた真空搬送ロボットＡと、上下２段に処理前
基板Ｕ１と処理済み基板Ｕ２をそれぞれ収納可能な基板
予備室Ｌ／Ｈとを備えているので、成膜室Ｒで成膜し、
成膜後の処理済み基板Ｕ２を成膜室Ｒから搬出するとと
もに処理前基板Ｕ１を基板予備室Ｌ／Ｈから搬出し、さ
らに処理前基板Ｕ１を成膜室Ｒへ搬入するとともに処理
済み基板Ｕ２を基板予備室Ｌ／Ｈへ搬入するというパラ
レル処理が可能となる。

【００７５】上述した本実施の形態によれば、まず基板
予備室においては、基板収納部を処理前基板収納スロッ
ト、処理済み基板収納スロットというように２つ以上持
ち、処理前基板と処理済み基板を同時に収納することに
より、プロセス中に相前後して、ロード時とアンロード
時の真空排気処理および大気開放処理を同時に行うこと
ができ、大幅な処理時間間隔（基板処理サイクル）の短
縮を実現できる。

【００７６】図５に示すように Ｘ１＝予備室大気開放時間＋基板アンロード時間 Ｘ２＝基板ロード時間＋予備室真空排気および加熱時間 Ｙ＝搬送時間（基板予備室から成膜室へ（搬送１））／
搬送時間（成膜室から基板予備室へ（搬送２）） Ｚ＝成膜室の処理時間 としたとき、Ｚが通常の Ｘ＝Ｘ１＋Ｘ２ より短い場合、このときの処理時間間隔は、 Ｘ＋Ｙ＋Ｚ (1) となる。

【００７７】逆の場合、すなわちＺがＸより長い場合、
このときの処理時間間隔は、 Ｙ＋Ｚ (2) となり、Ｘ時間を短縮化できる。

【００７８】さらに「基板予備室から成膜室への搬送」
（搬送１）と「成膜室から基板予備室への搬送」（搬送
２）とを同時に行っているため、Ｙ時間を短縮化でき、
もって処理時間間隔の短縮を行うことができる。

【００７９】そして、コストダウンのため、搬送機構の
簡略化（駆動軸数の低減）を図る手段として、まず室が
一軸上に配置されていることから搬送機構から旋回動作
を無くし直進動作のみで搬送を成立させている。アーム
下部にラックギヤを設け、移動ベースの両端にタイミン
グベルトで連動させたピニオンギヤを設置し、ラックが
これらのピニオンギヤを相互乗り上けすることにより往
復搬送動作を可能にした。つぎに２方向の同時搬送動作
を行うには上下２段のアームを設けそれぞれ逆方向の動
作をさせる必要があり、この動作は同時に逆方向への運
動を与えることで固定できることから、駆動源および主
駆動軸を１つとして、これをカサ歯車にて互いに逆方向
の回転となる２つの従動軸に伝達することにより、２つ
のアームの動きを連動させることで実現している。

【００８０】さらに基板予備室内スロットの高さ、基板
搬送機構アーム間のピッチ、および成膜室の基板載置高
さの関係を規定することによって、一連の搬送動作をこ
の搬送機構の動作のみで完成させることができるように
したので、搬送に関する他のモジュール（基板予備室、
成膜室）の動作は不要となる。したがって搬送時間が短
縮しスループットが向上する。

【００８１】従来基板予備室においては、高スループッ
トを実現するために複数のスロットが必要となり、その
ために大きなストロークの昇降機構が必要であったが、
本装置では成膜室１室の処理能力と同等の基板加熱処理
能力があれば良い。これまで述べた処理方法の効率化を
実現することにより、通常の場合であれば処理前基板収
納スロットは１段あれば十分である。また処理済み基板
収納スロットも真空排気および大気開放時間のみが制約
条件となるため、通常の場合、１段で充分となる。この
ように処理前基板収納スロット、処理済み基板収納スロ
ットがそれぞれ１段で構成される場合は、２段構成の搬
送機構の採用により基板予備室での昇降機構は不要とな
り、構造の簡略化から大幅なコストダウンが実現でき
る。

【００８２】なお、上述した実施の形態では、成膜室が
１つのインラインの場合を説明したが、成膜室が２つ以
上の場合にも適用できる。第１の成膜室の次に第２の真
空搬送室を設け、第２の真空搬送室に第２の成膜室を接
続することで達成できる。このように一軸配列の基板処
理装置でありながら、コストおよびフットプリントの無
駄を無くし、あらゆる目標スループットに対しフレキシ
ビリティのある効率的な基板処理装置を得ることができ
る。

【００８３】またＬＣＤ基板処理装置を例にとって説明
したが、本発明は半導体基板処理装置にも適用できる。
また搬送アームを２段構成としたが、原理的には複数段
とすることも可能である。

【００８４】また基板予備室Ｌ／Ｈが処理前基板収納ス
ロットＬと処理済み基板収納スロットＬとを備えたＣＶ
Ｄ装置について説明したが、本発明はスパッタ装置、ド
ライエッチング装置およびアッシング装置についても適
用できる。ドライエッチング装置およびアッシング装置
の場合は予備加熱が不要であるから、ＣＶＤ装置の加熱
機構を削除して、図１１に示すように加熱機構のない２
段構成のスロットＨＨ、ＬＬを備えた基板予備室ＬＬ／
ＨＨを設置すればよく、真空搬送室Ｔ２および成膜室Ｒ
は全く同一である。

【００８５】また実施の形態では、基板収納部で上側を
処理前基板、下側を処理済基板としているが、本発明は
これに限定されない。上下を入替えて使用してもよく、
その搬送も可能である。

【００８６】またＣＶＤ装置やスパッタ装置の場合で
は、「成膜室処理時間」が通常の 予備室大気開放時間＋基板アンロード時間＋基板ロード
時間＋予備室真空排気および加熱時間 （この合計時間を基板処理のための準備時間という） より短い場合、装置の処理時間間隔は加熱処理にかかる
時間が支配的となり、処理時間間隔が長くなることは前
述した通りである。これを改善して処理時間間隔を短く
するには図１２に示すように、基板予備室Ｌ／Ｈの処理
前基板収納スロットＨを複数段（Ｈ１、Ｈ２）とすれ
ば、この時間の関係が逆となり、処理時間間隔を短縮さ
せることができる。ただしこの場合、処理前基板収納・
処理済み基板収納スロットＨ１、Ｈ２、Ｌを上下させる
昇降機構１０が必要となる。

【００８７】ところで上記実施の形態では、基板予備室
Ｌ／Ｈについての概略的な構造について説明したので、
ここではさらにその具体的な構造について説明する。

【００８８】図１３に示すように、ロードロック室とし
ての基板予備室Ｌ／Ｈはチャンバ外壁４０で囲まれて構
成される。外壁の天井部にチャンバ４１内にＮ₂ガスを
導入するＮ₂ガス導入部４２、底部に導入されたＮ₂ガス
を排出する排気口４３が設けられる。外壁の左側部に大
気側ゲートバルブ４４、右側部の上方にＨ室側ゲートバ
ルブ４５、下方にＬ室側ゲートバルブ４６が設けられ
る。内部には加熱スロットとなるＨ室４７と冷却スロッ
トとなるＬ室４８とが設けられ、Ｈ室４７とＬ室４８と
は中央に配設した断熱材４９によって上下２段に分けら
れる。上段のＨ室４７に対応して前記Ｈ室側ゲートバル
ブ４５が設けられ、下段のＬ室４８に対応して前記Ｌ室
側ゲートバルブ４６が設けられる。Ｈ室４７の上部にＮ
₂ガスを加熱するガス加熱部５０が設けられる。ガス加
熱部５０は上ヒータ５１とシャワー板５２とで区画形成
された空間である。その空間は前述した外壁天井部のＮ
₂ガス導入部４２と連通している。上ヒータ５１にはこ
れを覆うように、反射板と同機能を有する断熱材４９が
設けられる。図１４に示すように、上ヒータ５１はヒー
タ線５３が埋め込まれた板状部材で構成され、シャワー
板５２にはＮ₂ガスを拡散してチャンバ４１内に導入す
るための多数の孔５４が設けられる。

【００８９】Ｈ室４７に搬入された基板Ｕは、複数の基
板支持ピン５５によって支持され、板状の下ヒータ５６
と接触することによってＨ室４７内で加熱される。下ヒ
ータ５６は下ヒータ駆動部５７によって昇降自在に設け
られ、上昇によって基板Ｕと接触し、下降によって基板
Ｕとの接触を断つことができるようになっている。Ｌ室
４８に搬入された基板Ｕは、複数の基板支持ピン５５に
よって支持され、Ｌ室４８内で自然冷却されるようにな
っている。

【００９０】上記のような構成において、まず、基板Ｕ
を大気側ゲートバルブ４４よりＬ室４８上部のＨ室４７
内に搬入して基板支持ピン５５上にセットし、その後大
気側ゲートバルブ４４を閉める。但し、基板Ｕを下ヒー
タ５６に接触させた状態で加熱する場合は、大気側ゲー
トバルブ４４を閉めるのと同時に、下ヒータ駆動部５７
により下ヒータ５６の上面に基板Ｕが乗る位置まで下ヒ
ータ５６を押し上げる。なお、この時点ではチャンバ４
１内は大気圧のままである。

【００９１】大気側ゲートバルブ４４が閉まったことを
確認後、チャンバ４１の上部にあるＮ₂ガス導入部上流
のＮ₂ガス用バルブ５８を開けることにより、Ｎ₂ガスは
Ｎ₂ガス導入部４２を通過してガス加熱部５０に入る(図
１４参照)。ガス加熱部５０は上ヒータ５１の下面に接
している空間でるから、Ｎ₂ガスはこの空間を通ること
により高温まで加熱される。ガス加熱部５０において加
熱されたＮ₂ガスは、多孔構造を持つことによりガス分
散機能を持つシャワー板５２を通して拡散され、基板Ｕ
に全面的に吹き付けられる。基板Ｕは、チャンバ４１内
の大気による対流伝熱・上ヒータ５１の輻射伝熱に加
え、上ヒータ５１を通過してきた高温のＮ₂ガスを全面
的に吹き付けられる。これにより、基板加熱時間の短縮
と基板加熱ムラの防止が実現できる。また、コスト及び
装置設置面積（フットプリント）も低減できる。

【００９２】また、下ヒータ５６の上面に直接基板Ｕを
置く場合は、下ヒータ５６からの熱伝導による加熱も加
わるため、さらに基板Ｕの加熱時間を短縮することが可
能になる。特にヒータに抵抗加熱ヒータを用いると、２
００〜３００℃の低温領域で精度良く且つ短時間で基板
を加熱することができる。基板Ｕを成膜時温度まで加熱
した後、メイン排気弁５９を開け排気口４３よりチャン
バ４１内のガスを排気することによりチャンバ４１内を
減圧し、チャンバ４１内を高真空状態にする。高真空に
なったことを確認する。その後、下ヒータ５６を降下
し、Ｈ室側ゲートバルブ４５を開けて真空搬送室Ｔ２
（単にＴ２室という）内にある真空搬送ロボットＡを介
して成膜室Ｒ（単にＲ室という）に基板Ｕを搬送し、Ｒ
室内において成膜を行う（図１参照）。成膜処理終了
後、再びＴ２室を介してＬ室側ゲートバルブ４６からＬ
室４８内に基板Ｕを搬送する。Ｌ室４８はＨ室４７とは
断熱材４９で仕切られたＨ室４７の下部に位置してお
り、基板ＵはＬ室４８内で低温まで冷却された後にＬ室
４８内がベントされ、大気側ゲートバルブ４４を通して
基板カセットＣに戻される。

【００９３】上述したようにロードロック室と基板加熱
室とを共通化したことにより、装置スループットの短
縮、製作コストダウン、およびフットプリントの小面積
化が実現し、真空搬送ロボットによる搬送回数が減少す
るために装置スループットが向上する。また、大気条件
下でのヒータ直接接触加熱方式の採用により基板昇温時
間を短縮し、装置スループットが向上する。さらに、加
熱されたＮ₂ガスを加熱スロット内の基板に全面的に吹
き付けることにより、基板加熱時間の短縮と基板面内温
度偏差の縮小が可能となる。

【００９４】上記実施の形態では、基板搬送室Ｔ２に設
ける真空搬送ロボットＡを、回転機構を使わずにアーム
２００が伸縮同時逆方向動作できるようにした構成につ
いて説明した。しかし本発明はこれに限定されない。回
転機構を使ってアームを伸縮させるように構成してもよ
い。図１５〜図２１は、そのような機構を有するダブル
アーム式スカラ型ロボットを説明したものである。

【００９５】図１５は２つ（ダブル）のアーム１０１、
１０４を収縮したときの平面図、図１６は上下のアーム
１０１、１０４を伸長したときの平面図である。アーム
１０１、１０４を旋回中心Ｏに対して点対称に配置し、
さらに上下にオフセットさせることにより２つのアーム
１０１、１０４を互いに干渉させることなく同時に伸縮
させることができる。上アーム１０１は第１アーム１０
２と第２アーム１０３とから構成される。下アーム１０
４は第１アーム１０５と第２アーム１０６とから構成さ
れる。各第２アーム１０３、１０６の先端には、基板Ｕ
を載置する基板支持部としてのエンドエフェクタ１０７
がそれぞれ取り付けられている。２つのアーム１０１、
１０４は、収縮時、図１５に示すように、それぞれ
「く」の字に点対称に折り曲げられて基板搬送室Ｔ２内
に収納される。このとき２つのエンドエフェクタ１０７
は上下に重なる。伸長時は、図１６に示すように、それ
ぞれ略直線状に伸びて基板搬送室Ｔ２外に延出され、エ
ンドエフェクタ１０７を手に見立てると、ちょうど両手
を広げた恰好になる。２つのアーム１０１、１０４の旋
回によるエンドエフェクタ１０７の軌跡は直線となる。

【００９６】図１７にアーム収縮時の真空搬送ロボット
の正面図を示す。同図では上アーム１０１を構成する第
１アーム１０２と第２アーム１０３との連結軸１１６
を、下アーム１０４を構成する第１アーム１０５と第２
アーム１０６との連結軸１１７よりも長めに設定して、
前述したように２つのアーム１０１、１０４を上下にオ
フセットさせることで、収縮時に、下段のエンドエフェ
クタ１０７が上段の第１アーム１０２と第２アーム１０
３との間に格納されるようにしている。タブルアーム伸
縮同時逆方向動作は、次のような機構で実現している。

【００９７】共通駆動源１１５の駆動軸１１４に取り付
けた駆動軸プーリ１１３を共通駆動源１１５で回転さ
せ、その回転をベルト１１２、１１２を介して上アーム
駆動軸１０８と下アーム駆動軸１０９とにそれぞれ取り
付けた従動軸プーリ１１０、１１１に伝える。これによ
り上アーム駆動軸１０８と下アーム駆動軸１０９とが回
転して、ダブルアーム１０１、１０４を旋回させ、伸縮
同時逆方向に動作させる。アーム伸長時の真空搬送ロボ
ットＡの正面図は図１８に示してある。

【００９８】次に上述したダブルアーム式スカラ型ロボ
ットの駆動伝達系の詳細を説明する。図１９は、２つの
アーム１４１、１４２にそれぞれ単独の駆動源１４３、
１４４を有する機構を示す。２つのアーム１４１、１４
２を構成要素とする２つの基板搬送部１４５は、真空状
態の基板搬送室１４６内で、全体が昇降自在かつ、水平
面内で旋回自在に設けられる。基板搬送部１４５を昇降
自在とするために、基板搬送部１４５は基板搬送部下部
の駆動室１４７内に設けた昇降台１４８上に取り付けら
れる。昇降台１４８は右端側をＺ軸用ボールネジ１４９
に螺合されるとともに、左端側がＺ軸用ガイド１５０に
挿通される。ボールネジ１４９は駆動室１４７の下部に
設けたＺ軸駆動源１５１によりＺ軸減速機１５２を介し
て減速回転し、その回転により昇降台１４８が上下動し
て基板搬送部１４５の全体が昇降する。また、基板搬送
部１４５を水平面内で旋回自在とするために、昇降台１
４８は、Ｚ軸用ボールネジ１４９及びＺ軸用ガイド１５
０が挿通されている昇降台外周部１５３に対して、昇降
台中央部１５４がθ軸１５５を中心に回転自在に設けら
れる。昇降台中央部１５４は、θ軸上に設けられたθ軸
駆動源１５６によりθ軸減速機１５７を介して減速回転
し、それに伴って基板搬送部１４５が旋回する。

【００９９】昇降台中央部１５４の下面には、上アーム
１４１と下アーム１４２とをそれぞれ独立して旋回させ
るための上アーム駆動源１４３と下アーム駆動源１４４
とが個別に設けられる。上アーム駆動源１４３と下アー
ム駆動源１４４の回転は上アーム減速機１５８、下アー
ム減速機１５９を介して減速されて、Ｒ軸上アーム駆動
シャフト１６０、Ｒ軸下アーム駆動シャフト１６１にそ
れぞれ伝えられ、Ｒ軸上アーム駆動シャフト１６０及び
Ｒ軸下アーム駆動シャフト１６１に連結されている上ア
ーム１４１及び下アーム１４２を旋回させる。駆動シャ
フト１６０、１６１は、軸受ハウジング１６２、１６３
内に挿通される。軸受ハウジング１６２、１６３の周囲
にはベローズ１６４が設けられ、軸受ハウジング１６
２、１６３の軸方向運動時の基板搬送室１４６内の気密
を確保するようになっている。

【０１００】ここで基板搬送部１４５の動きを説明す
る。基板搬送部１４５の上アーム１４１と下アーム１４
２とは動きが共通するから、下アーム１４２で代表して
説明する。前記Ｒ軸下アーム駆動シャフト１６１の回転
は第１アーム１６５に伝達される。第１アーム１６５
は、前記回転を固定プーリ１６６からベルト１６７を介
して伝達プーリ１６８に伝え、連結軸１６９を介して第
２アーム１７０に伝達する。第２アーム１７０は、前記
回転を遊動プーリ１７１で受取り、ベルト１７２を介し
て従動プーリ１７３に伝え、最後にエンドエフェクタ１
７４に伝える。なお、図１９において、１７５はθ軸磁
性流体シール、１７６はＲ軸磁性流体シールである。

【０１０１】図１９においては、２つのアームを２つの
駆動源１４３、１４４より個別に駆動させるようにした
機構について説明した。図２０は、２つのアームを１つ
の共通駆動源１８０により駆動伝達させる機構を示して
いる。図２０の機構は基本的には図１９の機構と同じで
あるが、異なる点は、Ｒ軸駆動源１８０を１個にして、
その回転をベルト１８３とプーリ１８２、１８４、１８
５でＲ軸上アーム駆動シャフト１６０とＲ軸下アーム駆
動シャフト１６１にそれぞれ伝達するようにした点であ
る。すなわち、昇降台中央部１５４の下部中央に設けた
１個のＲ軸駆動源１８０の回転をＲ軸減速機１８１で減
速した後、 Ｒ軸主動プーリ１８２からＲ軸伝達ベルト
１８３を介してＲ軸上アーム従動プーリ１８４とＲ軸下
アーム従動プーリ１８５とに分岐伝達し、Ｒ軸上アーム
駆動シャフト１６０とＲ軸下アーム駆動シャフト１６１
を回転するようになっている。これにより図１９の機構
と比較して、構造の簡素化とコストダウンを図ってい
る。

【０１０２】また図２１の機構は、図２０のものをさら
に簡素化したものである。図２０ではＲ軸駆動源１８０
の回転の分岐伝達部を、基板搬送室１４６の外部、すな
わち駆動室１４７内の昇降台中央部１５４に設けた。こ
れに対して図２１のものは、分岐伝達部１９９を基板搬
送室１４６内に設けている。そのために中空のＺ軸（昇
降台外周中空軸部）１９２に対して中空のθ軸（昇降台
中央軸部１９３及びθ軸駆動軸１９４）、Ｒ軸駆動軸１
８６が軸芯を共通にして入れ子構造としている。

【０１０３】以下詳細に説明する。昇降台中央部１９７
の本体１９５を昇降台外周部１９６から引き出して基板
搬送室１４６内に配置する。昇降台中央部本体１９５の
下方に延長されてθ軸となる昇降台中央軸部１９３は、
昇降台外周部１９６の中央部を上方に延長してＺ軸とし
た昇降台外周中空軸部１９２に回転自在に挿入される。
これにより昇降台外周部１９６の上下移動に伴って昇降
台中央部１９７は上下移動するとともに、昇降台外周部
１９６に対して回転自在に支持される。また、昇降台中
央軸部１９３はθ軸駆動源１５６の回転をθ軸減速機１
５７を介して伝達する中空のθ軸駆動軸１９４と昇降台
外周中空軸部１９２内で連結され、基板搬送部１４５を
旋回できるようになっている。

【０１０４】基板搬送室１４６内に配置した昇降台中央
部本体１９５内にチャンバ１９８を設けて、このチャン
バ１９８内に前述した分岐伝達部１９９を設ける。この
分岐伝達部１９９にＲ軸駆動源１８０の回転が次のよう
に伝達される。１個のＲ軸駆動源１８０の回転をＲ軸減
速機１８１で減速した後、上方に延長したＲ軸駆動軸１
８６でそのまま昇降台中央部本体１９５内に伝達する。
昇降台中央部本体１９５内でＲ軸主動プーリ１８７から
Ｒ軸伝達ベルト１８８を介してＲ軸上アーム駆動シャフ
ト１６０と連結されているＲ軸上アーム従動プーリ１８
９、およびＲ軸下アーム駆動シャフト１６１と連結され
ているＲ軸下アーム従動プーリ１９０とに分岐伝達して
いる。このように真空導入後に駆動伝達を分岐するの
で、昇降台外周中空軸部１９２の軸方向運動時の気密を
確保するベローズ１９１を１つに集約でき、さらに構造
の簡素化及びコストダウンを図ることができる。

【０１０５】ところで、上述した基板搬送装置は、図１
７に示すように、共通駆動源１１５の駆動軸１１４の回
転をベルト１１２を介して上アーム駆動軸１０８と下ア
ーム駆動軸１０９とに直接伝えている。しかし、この構
造では片側のアーム１０１または１０４が故障などによ
って動作できなくなったとき、両アーム１０１、１０４
の駆動軸１０８、１０９がベルト１１２で接続されてい
るために、もう一方のアーム１０４または１０１は動作
できなくなる。したがって片側アームの故障だけで基板
搬送装置が全て停止してしまうという問題がある。そこ
で、次に示す実施の形態では、上アーム駆動軸１０８と
下アーム駆動軸１０９とのそれぞれにクラッチ機構、ブ
レーキ機構を設置することにより、上述した問題の解決
を図っている。

【０１０６】図２２に示すＬＣＤ用プラズマＣＶＤ装置
の真空搬送室に設置した同時に逆方向へ動作する２アー
ムを持つ真空搬送ロボットにおいて、上アーム１０１お
よび下アーム１０４を動作させる上アーム駆動軸１０
８、下アーム駆動軸１０９とにそれぞれクラッチ機構１
１８、１１９を設置する。

【０１０７】クラッチ機構１１８、１１９は公知のもの
でよい。その概念図を図２３に示す。コイル６１に通電
するとフィールドコア６２、ロータ６３、アーマチュア
６４間に磁束が発生し、アーマチュア６４がロータ６３
に吸引されて両方の歯がかみ合うことでクラッチは連結
する。一方、通電をとめるとバネ６５によりアーマチュ
ア６４は切断され、クラッチは開放される。このクラッ
チの設置により上アーム１０１だけを動作させたい場
合、下アームクラッチ機構１１９を切断することで駆動
源１１５からの動力を下アーム駆動軸１０９には伝達さ
せず上アーム駆動軸１０８のみに伝達させることができ
る。したがって上アーム１０１だけ動作することとな
る。また、下アーム１０４だけを動作させたい場合、そ
の逆で上アームクラッチ機構１１８を切断することで下
アーム駆動軸１０９のみに伝達させることができる。し
たがって下アーム１０４だけが動作することとなる。こ
れらの切替により１アームだけの動作が可能となる。

【０１０８】図２４の実施の形態は、アーム駆動軸１０
８、１０９にクラッチ機構１１８、１１９を設置した図
２２の実施の形態において、搬送機構において、さらに
上アーム駆動軸１０８および下アーム駆動軸１０９にブ
レーキ機構１２１、１２２を設置したものである。この
ブレーキ機構１２１、１２２の概念図を図２５、図２６
に示す。ブレーキ機構１２１、１２２は例えば単動式の
エアシリンダ１２５の先にブレーキシュー１２６を取付
け、エアーを入れたときにブレーキシュー１２６をバネ
１２７の力に抗して上アーム駆動軸１０８もしくは下ア
ーム駆動軸１０９に押しつけ、ブレーキシュー１２６と
駆動軸１０８、１０９との間の摩擦力で駆動軸の動作を
静止させる。これによって、真空搬送ロボットＡが旋回
動作しているときに、上アームクラッチ機構１１８を切
断しても、上アームブレーキ機構１２１にり駆動軸１０
８を静止させることができるので、上アーム１０１が遠
心力によって動作しないようにすることができる。ま
た、真空搬送ロボットＡが旋回動作しているときに、下
アームクラッチ機構１１９を切断しても、下アーム１０
４を下アームブレーキ機構１２２によって静止させるこ
とができる。これらのクラッチ機構とブレーキ機構の切
替により、１アームのトラブル時に装置を全停止するこ
となく、処理後の基板を装置から搬出し、最小限の作業
だけで装置を復帰することができる。

【０１０９】以上、本発明のシステムは実施の形態を通
じて明らかであるが、多軸配列のクラスタ型システムで
はなく、一軸配列のモノライン型システムを採用してい
る。ここで、成膜室等の真空室が複数台必要なときで
も、モノライン型システムを採用することが良いか悪い
かが問題になる。例えば、１室多層成膜の成膜室が複数
台必要な場合には、モノライン型システムを増設するの
ではなく、クラスタ型のシステムにした方が、コストや
床下占有面積も低減できる場合もある。

【０１１０】いずれの型のシステムの方がコストや床下
占有面積を低減できるかは成膜室の数によって決まる。
成膜室の数が多ければクラスタの方が有利である。少な
ければモノラインの方が一般的には有利といえる。例え
ばある種のクラスタでは最大６チャンバの成膜室を設置
することが可能であるとする。この場合、１〜３チャン
バではモノラインが有利となるが、４〜６チャンバでは
クラスタが有利となる。ただし、これまで述べた手段に
より、基板予備室、真空搬送室など、処理室以外のコス
ト及びフットプリントを低減することができれば、その
分岐点は高くなり、全ての場合において、モノラインの
方が有利となることもある。これを前提に以下に、生産
量の調整という観点から、モノライン型システムのメリ
ットを述べる。

【０１１１】ＬＣＤ業界は、市場動向に合わせて段階投
資でラインを構築している。生産ラインにおける設備の
能力(スループット)は、全設備の最小公倍数で構築する
のが最も効率的である。これに対し、必要とする生産量
は総じて少ない。これを解決するには、設備１台当たり
のスループット低減（当然「価格」、「フットプリン
ト」が必要）により、最小公倍数を小さくして必要とす
る生産量の約数にする必要がある。昨今のＬＣＤの市場
動向は急激に変化するため、パネルメーカは１回の投資
を小規模なものに控えた段階投資とする傾向がある。

【０１１２】モノライン型システムは、このような段階
投資に対し有効なシステムであると考える。例えば生産
量５，０００枚／月のラインを構築する場合、成膜室３
チャンバ必要としたとき、クラスタの場合は成膜室以外
のコスト及びフットプリントの比率が大きくなり無駄が
生じる。また、１０，０００枚／月に増産しようとした
とき、本来、成膜室６チャンバ構成のクラスタ１台あれ
ば十分であるのに対し、その手段は、成膜室3チャンバ
構成のクラスタをもう一台設置するか、既存のクラスタ
の余った辺に増設することになる。前者は、搬送系、ロ
ードロック、予備加熱などの付加機能が１式でよいとこ
ろ２式揃えなければならず、無駄なコストとフットプリ
ントを要することになる。後者は、生産を全面的に一時
止めなければならない。これに対し、モノライン型シス
テムは搬送系、ロードロック、予備加熱などの付加機能
を機能の集約等により低コスト、低フットプリントにし
ているため、コスト、フットプリントのデメリットを生
じさせること無く必要なスループットに対し、必要なと
きに最適な成膜室数を提供することが可能となる。ま
た、このメリットは生産量(または増産量)が少ない程有
効となると共に、三層膜より単膜のほうがより顕著であ
ると言える。単膜(保護膜用ＳｉＮ，ｎ⁺，ＳｉＯ）は総
じて成膜時間が短いため、成膜室１室当たりのスループ
ットが多くなる。先例のように５，０００枚／月の場
合、成膜室１〜２室で十分となるため、よりモノライン
型システムが有効となる。

【０１１３】

【発明の効果】本発明によれば、一軸配列の基板処理装
置でありながら、基板の搬送時間を低減して基板処理サ
イクルを短縮でき、単位時間当たりの基板処理枚数を増
加することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態によるＣＶＤ装置の概略断面図であ
る。

【図２】実施形態による基板搬送機構の概念図を示す平
面図である。

【図３】実施形態による基板搬送機構の概念図を示す正
断面図、及び連動収縮型とした場合の要部拡大図であ
る。

【図４】実施形態による搬送順序を示すフローチャート
である。

【図５】実施形態によるＬＣＤ基板の処理の流れを説明
するタイミングチャートである。

【図６】実施形態による成膜中の説明図である。

【図７】実施形態による成膜室からの処理済み基板の受
け取りの説明図である。

【図８】実施形態による処理前基板の成膜室への搬入の
説明図である。

【図９】実施形態による処理済み基板の搬出の説明図で
ある。

【図１０】実施形態による成膜室での基板の受け取りの
説明図である。

【図１１】実施形態によるエッチング装置またはアッシ
ング装置の構成図である。

【図１２】実施形態による加熱スロット（ロード用スロ
ット）を多段化したＣＶＤ装置、スパッタ装置の構成図
である。

【図１３】実施形態による基板予備室の具体的な構成図
である。

【図１４】図１３に示す基板予備室のガス加熱部拡大図
である。

【図１５】実施形態によるダブルアーム式スカラ型ロボ
ットの収縮時の平面図である。

【図１６】実施形態によるダブルアーム式スカラ型ロボ
ットの伸長時の平面図である。

【図１７】実施形態によるダブルアーム式スカラ型ロボ
ットの収縮時の正面図である。

【図１８】実施形態によるダブルアーム式スカラ型ロボ
ットの伸長時の正面図である。

【図１９】実施形態によるダブルアーム式スカラ型ロボ
ットの２駆動伝達系の断面図である。

【図２０】実施形態によるダブルアーム式スカラ型ロボ
ットの１駆動伝達系の断面図である。

【図２１】実施形態によるダブルアーム式スカラ型ロボ
ットの１駆動伝達系の断面図である。

【図２２】実施形態によるクラッチ機構を設けた駆動伝
達系の概略説明図である。

【図２３】図２２のクラッチ機構の詳細図である。

【図２４】実施形態によるクラッチ機構にさらにブレー
キ機構をを設けた駆動伝達系の概略説明図である。

【図２５】図２４のブレーキ機構例の正面図である。

【図２６】図２４のブレーキ機構例の平面図である。

【図２７】従来のインライン型ＬＣＤ用プラズマＣＶＤ
装置の構成例である。

【図２８】従来のＬＣＤ用プラズマＣＶＤ装置の構成例
である。

【図２９】従来および実施形態に共通する一軸配列のＣ
ＶＤ装置の基本構成図である。

【符号の説明】

Ｒ 成膜室（基板処理室） Ｔ２ 真空搬送室（基板搬送室） Ｌ／Ｈ 基板予備室（基板収納部） Ｈ 処理前基板収納スロット（処理前基板収納部） Ｌ 処理済み基板収納スロット（処理済み基板収納
部） Ｕ 基板 Ｕ１ 処理前基板 Ｕ２ 処理済み基板 Ａ 真空搬送ロボット（基板搬送装置） ２８ 基板搬送部 ３２ 基板支持ピン（基板載置部） １０７ エンドエフェクタ（基板支持部） ２０１ 上段アーム（搬送アーム） ２０２ 下段アーム（搬送アーム）

フロントページの続き (72)発明者 竹田 智彦 東京都中野区東中野三丁目14番20号 国際 電気株式会社内 (72)発明者 市村 悟 東京都中野区東中野三丁目14番20号 国際 電気株式会社内 (72)発明者 鈴木 千典 東京都中野区東中野三丁目14番20号 国際 電気株式会社内 (72)発明者 吉野 晃生 東京都中野区東中野三丁目14番20号 国際 電気株式会社内 (72)発明者 赤尾 徳信 東京都中野区東中野三丁目14番20号 国際 電気株式会社内 (72)発明者 秋田 幸男 東京都中野区東中野三丁目14番20号 国際 電気株式会社内 (72)発明者 金沢 元一 東京都中野区東中野三丁目14番20号 国際 電気株式会社内 (72)発明者 中山 恭伸 東京都新宿区新宿２−１−９（第百生命新 宿ビル） 国際電気システムサービス株式 会社内

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基板に所定の処理を施す基板処理室と、 該基板処理室内に基板を載置する基板載置部と、 前記基板処理室で所定の処理を施される処理前基板ある
   いは所定の処理が施された処理済み基板を収納する基板
   収納部と、 該基板収納部から基板処理室内の基板載置部へ処理前基
   板を搬送し、基板処理室内の基板載置部から基板収納部
   へ処理済み基板を搬送する基板搬送装置とを備え、 前記基板搬送装置に同時に動作する基板搬送部を２つ設
   けて、一方の基板搬送部で基板収納部から基板処理室内
   の基板載置部へ処理前基板を搬送し、他方の基板搬送部
   で基板処理室内の基板載置部から基板収納部へ処理済み
   基板を搬送するようにした基板処理装置。
2. 【請求項２】前記基板収納部を少なくとも２つ設けて、
   一方の基板収納部で前記処理前基板を収納し、他方の基
   板収納部で前記処理済み基板を収納するようにした請求
   項１に記載の基板処理装置。
3. 【請求項３】前記処理前基板を収納する基板収納部の基
   板載置面と前記基板載置部の基板載置面との高さ位置に
   差をつけて配置し、 該高さ位置における差が処理前基板を搬送する基板搬送
   部の基板載置面と処理済み基板を搬送する基板搬送部の
   基板載置面との高さ位置の差とほぼ同じとした請求項２
   に記載の基板処理装置。
4. 【請求項４】前記処理済み基板を収納する基板収納部の
   基板載置面と前記基板載置部の基板載置面との高さ位置
   に差をつけて配置し、 該高さ位置における差が処理前基板を搬送する基板搬送
   部の基板載置面と処理済み基板を搬送する基板搬送部の
   基板載置面との高さ位置の差とほぼ同じとした請求項２
   または３に記載の基板処理装置。
5. 【請求項５】前記基板収納部を昇降させる昇降機を設
   け、 前記昇降機により昇降する前記基板収納部を３段以上設
   け、 前記昇降機で前記基板収納部を昇降したとき、３段以上
   の基板収納部のうち、１つの基板収納部が、前記基板搬
   送装置の処理前基板搬送部と対応する高さ位置に来て前
   記処理前基板搬送部からアクセス可能となるようにし、 他の１つの基板収納部が、前記基板搬送装置の処理済み
   基板搬送部と対応する高さ位置に来て前記処理済み基板
   搬送部からアクセス可能となるようにしたことを特徴と
   する請求項１に記載の基板処理装置。
6. 【請求項６】前記基板搬送装置における基板搬送部は直
   進動作をし、処理前基板を搬送する基板搬送部と処理済
   み基板を搬送する基板搬送部とが相反する方向に伸縮す
   る請求項１ないし５のいずれかに記載の基板処理装置。
7. 【請求項７】前記２つの基板搬送部は、上から見てほぼ
   重なるように２段構成となっている請求項１ないし６の
   いずれかに記載の基板処理装置。
8. 【請求項８】基板を処理する気密構造の１つの基板処理
   室と、 １つの基板搬送室と、 １つの予備室とを順次設け、 前記基板処理室と前記基板搬送室との間に設けられた第
   １のハルブであって、閉じた場合には前記基板処理室と
   前記基板搬送室との間を気密にすることができ、開いた
   場合には前記基板がその内部を通って移動可能な第１の
   ハルブと、 前記基板搬送室と前記予備室との間に設けられた第２の
   バルブであって、閉じた場合には前記基板搬送室と前記
   予備室との間を気密にすることができ、開いた場合には
   前記基板がその内部を通って移動可能な第２のバルブ
   と、 前記予備室と大気圧側の間に設けられた第３のバルブで
   あって、閉じた場合には前記予備室を気密にすることが
   でき、開いた場合には前記基板がその内部を通って移動
   可能な第３のバルブとを設け、 前記予備室の外の大気圧側には前記予備室とほぼ同じ高
   さに複数枚の基板を積層保持可能なカセットを設け、 前記基板搬送室には前記１つの予備室と前記１つの基板
   処理室との間で基板の受渡しが可能な第１の基板搬送装
   置を設け、 前記カセットと前記予備室の間には基板の受渡しが可能
   な第２の基板搬送装置を有することを特徴とする基板処
   理装置。
9. 【請求項９】前記カセットの複数枚積層基板の載置位置
   の高さ範囲内に、前記基板予備室の基板収納部が位置す
   ることを特徴とする請求項８に記載の基板処理装置。
10. 【請求項１０】前記第２の基板搬送装置は、前記カセッ
    トの複数枚積層基板の載置位置の高さ範囲内に基板の搬
    入及び／または搬出動作可能な範囲内で昇降する昇降機
    構を有することを特徴とする請求項９に記載の基板処理
    装置。
11. 【請求項１１】基板収納部から基板処理室内の基板載置
    部へ処理前基板を搬送し、基板処理室内の基板載置部か
    ら基板収納部へ処理済み基板を搬送する基板搬送装置に
    おいて、 前記基板搬送装置に同時に動作する基板搬送部を２つ設
    けて、一方の基板搬送部で基板収納部から基板処理室内
    の基板載置部へ処理前基板を搬送し、他方の基板搬送部
    で基板処理室内の基板載置部から基板収納部へ処理済み
    基板を搬送するようにした基板搬送装置。
12. 【請求項１２】第１の基板支持部で基板処理室に処理済
    み基板を受け取りに行く動作中に、第２の基板支持部で
    処理前基板を受け取りに行き、 前記第１の基板支持部で処理済み基板を受け取り、第２
    の基板支持部で処理前基板を受け取った後、 前記第２の基板支持部で処理前基板を処理室に搬入し、
    前記処理前基板を前記処理室で所定の処理を施す基板処
    理方法。
13. 【請求項１３】前記第２の基板支持部で処理前基板を処
    理室に搬入している動作中に、前記受け取った処理済み
    基板を収納する請求項１２に記載の基板処理方法。
14. 【請求項１４】前記処理済み基板を受け取りに行く動作
    と処理済み基板を受け取りに行く動作がほぼ同時に開始
    することを特徴とする請求項１２に記載の基板処理方
    法。