特許 7546617 基板処理装置、半導体装置の製造方法、プログラム及び基板搬送方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-08-29

(45)【発行日】2024-09-06

(54)【発明の名称】基板処理装置、半導体装置の製造方法、プログラム及び基板搬送方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/677 20060101AFI20240830BHJP

   H01L 21/673 20060101ALI20240830BHJP

【ＦＩ】

H01L21/68 A

H01L21/68 V

【請求項の数】 15

(21)【出願番号】P 2022046022

(22)【出願日】2022-03-22

(65)【公開番号】P2023140142

(43)【公開日】2023-10-04

【審査請求日】2023-03-23

(73)【特許権者】

【識別番号】318009126

【氏名又は名称】株式会社ＫＯＫＵＳＡＩ ＥＬＥＣＴＲＩＣ

(74)【代理人】

【識別番号】110001519

【氏名又は名称】弁理士法人太陽国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】竹林 雄二

(72)【発明者】

【氏名】越巻 寿朗

【審査官】内田 正和

(56)【参考文献】

【文献】特開２００３－２２４１７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－０３６５２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－０１６０５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０４－１１３６２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】韓国公開特許第１０－２０１０－００２５２２９（ＫＲ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／６７７

Ｈ０１Ｌ ２１／６７３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板の処理が可能な少なくとも一つの処理室と、
前記基板を支持可能な支持具と、
前記支持具を搬送可能な搬送ユニットと、
前記基板の移載が可能な移載室と、
前記移載室と前記処理室に隣接し、前記搬送ユニットの移動が可能な搬送室と、
前記搬送室に配され、前記移載室より移載された前記基板を支持した複数の前記支持具を前記搬送ユニットを用いて授受が可能な授受室と、
を備え、
前記搬送ユニットは、前記基板の移載が可能な第２の移載機構を備え、
前記第２の移載機構は、前記支持具に支持された前記基板を少なくとも１つの前記処理室に移載可能である、基板処理装置。

【請求項2】

前記基板の処理の制御を可能な制御部と、
前記搬送ユニットを制御可能な搬送制御部と、
前記授受室の制御が可能な授受制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記基板の処理に合わせて前記搬送制御部と前記授受制御部の制御を行うことが可能なよう構成されている、請求項１に記載の基板処理装置。

【請求項3】

前記搬送制御部は、前記搬送ユニットへの前記支持具の載置の有無の検知と、前記基板の移載制御とが可能なよう構成されている、請求項２に記載の基板処理装置。

【請求項4】

前記授受制御部は、前記支持具の載置の有無の管理と、前記支持具の配置制御とが可能なよう構成される、請求項２に記載の基板処理装置。

【請求項5】

外部配送可能で且つ前記基板を収容可能な収容容器を載置可能なロードポートと、
前記移載室に配され、前記基板の移載が可能な第１の移載機構と、
を備え、
前記第１の移載機構は、前記ロードポートに載置された前記収容容器と前記支持具との間で、少なくとも１つの前記基板を移載可能なよう構成されている、請求項１に記載の基板処理装置。

【請求項6】

前記基板は複数の種類を有し、
前記支持具は、少なくとも１つの種類の前記基板を支持可能である、請求項１に記載の基板処理装置。

【請求項7】

前記搬送ユニットは、前記支持具を載置する載置台を備え、前記支持具を前記載置台に載置して前記支持具の搬送が可能である、請求項１に記載の基板処理装置。

【請求項8】

前記授受室は、処理済みの前記基板を支持する前記支持具と、未処理の前記基板を支持する前記支持具の授受が可能である、請求項１に記載の基板処理装置。

【請求項9】

前記授受室は、前記支持具が支持される少なくとも二つの支持部を備え、
少なくとも一つの前記支持部には前記搬送ユニットから授受した前記支持具が支持され、
少なくとも一つの前記支持部には前記基板の移載が可能なように前記支持具を支持するよう構成されている、
請求項１に記載の基板処理装置。

【請求項10】

前記授受室は、前記支持具を待機可能な待機部を有する、請求項１に記載の基板処理装
置。

【請求項11】

前記授受室は、前記支持具を授受する場合に、前記基板の移載が可能なように基板移載面の向きを調整可能な授受機構を有する、請求項１に記載の基板処理装置。

【請求項12】

前記支持具は、前記基板の位置ズレを防止可能な位置合わせ機構を有する、請求項１に記載の基板処理装置。

【請求項13】

搬送室を移動することによって、移載室より移載された基板を支持する支持具を搬送可能な搬送ユニットを用いて、前記搬送室に配された授受室で複数の前記支持具の授受を行う工程と、
前記搬送ユニットによって、前記搬送室において前記基板を処理する少なくとも１つの処理室に前記支持具に支持された前記基板を搬送可能な位置に、前記支持具を搬送する工程と、
前記搬送ユニットに備えられ、前記基板の移載が可能な第２の移載機構によって、前記支持具から少なくとも１つの前記処理室に前記基板を移載する工程と、
前記処理室で前記基板の処理を行う工程と、
を有する半導体装置の製造方法。

【請求項14】

搬送室を移動することによって、移載室より移載された基板を支持する支持具を搬送可能な搬送ユニットを用いて、前記搬送室に配された授受室で複数の前記支持具の授受を行う手順と、
前記搬送ユニットによって、前記搬送室において前記基板を処理する少なくとも１つの処理室に前記支持具に支持された前記基板を搬送可能な位置に、前記支持具を搬送する手順と、
前記搬送ユニットに備えられ、前記基板の移載が可能な第２の移載機構によって、前記支持具から少なくとも１つの前記処理室に前記基板を移載する手順と、
前記処理室で前記基板の処理を行う手順と、
をコンピュータによって基板処理装置に実行させるプログラム。

【請求項15】

搬送室を移動することによって、移載室より移載された基板を支持する支持具を搬送可能な搬送ユニットを用いて、前記搬送室に配された授受室で複数の前記支持具の授受を行う工程と、
前記搬送ユニットによって、前記搬送室において前記基板を処理する少なくとも１つの処理室に前記支持具に支持された前記基板を搬送可能な位置に、前記支持具を搬送する工程と、
前記搬送ユニットに備えられ、前記基板の移載が可能な第２の移載機構によって、前記支持具から少なくとも１つの前記処理室に前記基板を移載する工程と、
を有する基板搬送方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、基板処理装置、半導体装置の製造方法、プログラム及び基板搬送方法に関する。

【背景技術】

【0002】

複数の処理室を有するバッチ式の基板処理装置が知られている。バッチ式の基板処理装置では、基板の搬送に時間がかかるため、基板搬送の代わりに複数枚の基板を載置した基板支持台を搬送し、その基板支持台を反応炉内に装入して基板を処理する技術が考案されている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００４－７１６１８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

市場では、搬送ユニットで基板を処理室に搬送し、移載機を用いて処理室内に配置された基板支持台に基板を移載した後、基板支持台を反応炉に挿入して基板を処理する技術において、搬送効率の向上が望まれている。

【0005】

本開示は、基板の搬送効率を向上可能な技術を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の一態様によれば、
基板の処理が可能な少なくとも一つの処理室と、
前記基板を支持可能な支持具と、
前記支持具を搬送可能な搬送ユニットと、
前記基板の移載が可能な移載室と、
前記移載室と前記処理室に隣接し、前記搬送ユニットの移動が可能な搬送室と、
前記搬送室に配され、複数の前記支持具の授受が可能な授受室と、
を備える技術が提供される。

【発明の効果】

【0007】

本開示によれば、基板の搬送効率を向上可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本開示の一実施形態に係る基板処理装置の概略構成図である。

【図2】図１に示す授受機構の側面図である。

【図3】図１に示す授受機構の平面図である。

【図4】図１に示す搬送ユニットの側面図である。

【図5】図１に示す搬送ユニットの平面図である。

【図6】図１に示す支持具の正面図である。

【図7】図６の７－７線断面図である。

【図8A】図７の８Ａ－８Ａ線断面図である。

【図8B】図８Ａの矢印８Ｂで指し示す部分の拡大図である。

【図9】図１の基板処理装置における処理室の概略断面図である。

【図10】図９の基板処理装置における処理室の概略断面図において、反応炉に基板支持台を装入した状態を示している。

【図11】本開示の一実施形態に係る基板処理装置の制御部の構成を示す図である。

【図12】本開示の一実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明する基板処理装置の概略構成図であり、授受機構によって支持具が移載位置に移動した状態を示している。

【図13】図１２の基板処理装置の概略構成図において、移載位置にある支持具に移載機（第１の移載機構の一例）が基板を移載している状態を示している。

【図14】図１３の基板処理装置の概略構成図において、搬送ユニットが処理済みの基板を支持する支持具を授受機構まで搬送した状態を示している。

【図15】図１４の基板処理装置の概略構成図において、授受機構が処理済みの基板を支持する支持具を待機位置へ移動させた状態を示している。

【図16】図１５の基板処理装置の概略構成図において、授受機構が移載位置の支持具を搬送ユニットに移載する状態を示している。

【図17】図１６の基板処理装置の概略構成図において、搬送ユニットが目的の処理室へ向けて移動している状態を示している。

【図18】図１７の基板処理装置の概略構成図において、移載位置にある処理済みの基板を支持する支持具から移載機（第１の移載機構の一例）が基板を収容容器へ移載させる状態を示している。

【図19】図１８の基板処理装置の概略構成図において、授受機構が移載位置にある空の支持具を待機位置へと移動させる状態を示している。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本開示の一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、以下の説明において用いられる図面は、いずれも模式的なものであり、図面に示される、各要素の寸法の関係、各要素の比率等は、現実のものとは必ずしも一致していない。また、複数の図面の相互間においても、各要素の寸法の関係、各要素の比率等は必ずしも一致していない。

【0010】

＜基板処理装置＞
本実施形態の基板処理装置２０は、縦型反応炉を備える基板処理装置である。

【0011】

（処理室）
基板処理装置２０は、図１～図３に示されるように、少なくとも一つの処理室３０を備えている。本実施形態では、一例として、基板処理装置２０が６つの処理室３０を備えているが、これに限定されない。

【0012】

６つの処理室３０は、図１に示されるように水平方向に一列に並べられている。なお、本実施形態では、一つの筐体３１が仕切られて６つの処理室３０が構成されているが、これに限定されない。例えば、処理室３０を構成する筐体が一列に並べられていてもよい。

【0013】

また、６つの処理室３０は、それぞれ独立して基板Ｗの処理を行うことが可能である。すなわち、６つの処理室３０は、後述するコントローラ１００によって独立して制御される。

【0014】

なお、ここでいう基板Ｗには、製品基板、ダミー基板及びモニタ基板等が含まれる。つまり、基板支持台４０に載置される基板Ｗ及び支持具９０に支持される基板Ｗは、製品基板、ダミー基板及びモニタ基板の場合があり、これらが混在して載置される場合もある。

【0015】

処理室３０は、図９及び図１０に示されるように、処理容器の一例としての反応炉３２を備えている。この反応炉３２は、処理室３０の上部に位置している。この反応炉３２の内側には、基板Ｗが装入される。具体的には、少なくとも一枚の基板Ｗを支持する基板支持台４０が反応炉３２の内側に装入（搬入）される。反応炉３２には、反応炉３２内に処理ガス及び不活性ガス等を供給するガス供給系（図示省略）が接続されている。このガス供給系により反応炉３２内に所定量のガスが供給される。また、反応炉３２には、反応炉３２内から処理ガス及び不活性ガス等を排気する排気系（図示省略）が接続されている。この排気系により反応炉３２内の圧力が調節される。また、反応炉３２の外周には、加熱部の一例としてのヒータ（図示省略）が配置されている。このヒータにより、反応炉３２内の温度が調節される。本実施形態では、処理室３０に設けられるガス供給系、排気系及びヒータは、図１１に示されるように、温度制御コントローラ１２２、ガス流量制御コントローラ１２４及び圧力制御コントローラ１２６によってそれぞれ制御される。そして、温度制御コントローラ１２２、ガス流量制御コントローラ１２４及び圧力制御コントローラ１２６は、後述するコントローラ１００によって制御される。

【0016】

反応炉３２に装入された基板Ｗは、反応炉３２内でヒータによって加熱されると共に、ガス供給系から供給される処理ガスで処理される。これにより、基板Ｗが成膜処理される。

【0017】

また、処理室３０は、準備室３６を備えている。この準備室３６は、処理室３０の下部に位置している。換言すると、準備室３６は、反応炉３２の下方に位置している。準備室３６は、反応炉３２の炉口３２Ａを通して反応炉３２内と連通する。この準備室３６には、基板支持台４０が固定された昇降装置３７が設けられている。この昇降装置３７は、昇降台３７Ａに固定された基板支持台４０を、昇降台３７Ａと共に上方へ移動させて反応炉３２内に装入する。昇降台３７Ａの周縁部は、反応炉３２の炉口３２Ａの周辺部にシール部材（図示省略）を介して接触して反応炉３２内と準備室３６内を隔てる。なお、昇降装置３７は、昇降台３７Ａを、鉛直方向を軸として水平方向に回転させる機能を有している。

【0018】

処理室３０は、基板Ｗを出し入れするための出入口（図示省略）を備えている。この出入口は、ゲートバルブ３５によって開閉される。なお、本実施形態の出入口の大きさは、基板Ｗ及び該基板Ｗを支持した移載機６６のハンド部６６Ｂ及び伸縮アーム６６Ａが出入り可能な大きさとされている。

【0019】

（支持具）
支持具９０は、図６及び図８Ａに示されるように、少なくとも一枚の基板Ｗを支持可能に構成されている。本実施形態では、一例として支持具９０が９枚の基板Ｗを支持可能に構成されているが、本開示はこの構成に限定されない。例えば、支持具９０は、基板Ｗを１０枚以上支持可能でもよいし、８枚以下支持可能でもよい。

【0020】

支持具９０は、図７及び図８Ｂに示されるように、基板Ｗの位置ずれを防止可能な位置合わせ機構の一例としての段差９２を有している。具体的には、支持具９０の両側の内壁には、内側に向けて張り出す張出部９１がそれぞれ形成されている。これらの張出部９１は、それぞれ基板Ｗの周縁部を支持する。また、張出部９１の根元から先端の中間部には、段差９２が設けられている。この段差９２に、基板Ｗの外周が接することで基板Ｗの移動が制限される。すなわち、段差９２によって基板Ｗの位置ずれが防止される。

【0021】

（搬送室）
基板処理装置２０は、図１及び図９に示されるように、搬送ユニット６０を有する搬送室５０を備えている。搬送室５０は、６つの処理室３０が並べられた方向に延びている。また、搬送室５０は、各処理室３０及び移載室８６に隣接している。搬送室５０は、各処理室３０の出入口を介して各処理室３０と連通する。搬送室５０を構成する筐体５１は、処理室３０を構成する筐体３１にそれぞれ固定されている。また、搬送室５０には、搬送室５０内を真空雰囲気とする排気装置等が接続されている。

【0022】

搬送室５０の床面には、６つの処理室３０が並べられた方向に延びるレール５２が設けられている。このレール５２に沿って搬送ユニット６０は移動する。なお、搬送ユニット６０は、基板Ｗを支持した支持具９０をレール５２に沿って搬送する。以下では、搬送ユニット６０が移動する方向、すなわち、基板Ｗを支持した支持具９０が搬送される方向を、適宜、基板搬送方向という。基板搬送方向は、図１において矢印Ｘで示す方向である。なお、図９において矢印ＵＰで示す方向は、鉛直方向上向きを示している。

【0023】

（搬送ユニット）

【0024】

搬送ユニット６０は、図１に示されるように、搬送室５０内をレール５２に沿って移動するように構成されている。また、搬送ユニット６０は、支持具９０を搬送する装置である。搬送ユニット６０は、コントローラ１００に制御されて目的の処理室３０に向けて移動する。

【0025】

搬送ユニット６０は、図４及び図５に示されるように、搬送台６２と、載置台６４と、第２の移載機構の一例としての移載機６６と、を備えている。

【0026】

搬送台６２は、レール５２上を移動する台座である。搬送台６２の内部には、レール５２に沿って搬送台６２を搬送方向へ移動させるための駆動部（図示省略）が設けられている。

【0027】

載置台６４は、支持具９０を載置する台座であり、搬送台６２の上部に設けられている。載置台６４に載置された支持具９０は、固定機構（図示省略）により載置台６４に固定される。

【0028】

移載機６６は、載置台６４に固定された支持具９０から基板Ｗを少なくとも一枚支持して処理室３０の基板支持台４０に移載可能な機器である。また、移載機６６は、処理室３０の基板支持台４０から基板Ｗを少なくとも一枚支持して支持具９０に移載することも可能である。

【0029】

移載機６６は、搬送台６２の上部に載置台６４に隣接して設けられている。この移載機６６は、伸縮アーム６６Ａと、伸縮アーム６６Ａの先端に設けられたハンド部６６Ｂとを備えている。移載機６６は、伸縮アーム６６Ａを伸ばし、ハンド部６６Ｂで基板Ｗを下方から支持することで、基板Ｗを支持具９０から基板支持台４０へ、基板Ｗを基板支持台４０から支持具９０へ移載することができる。なお、本実施形態の移載機６６は、ハンド部６６Ｂが設けられた伸縮アーム６６Ａを一対備えているが、これに限定されない。また、移載機６６は、搬送台６２に対して昇降可能とされている。言い換えると、搬送ユニット６０は、移載機６６を昇降可能とする昇降装置（図示省略）を備えている。

【0030】

基板処理装置２０は、図１に示されるように、収容容器８０が載置されるロードポート８２と、第１の移載機構の一例としての移載機８４と、を備えている。

【0031】

収容容器８０は、少なくとも１枚の基板Ｗを収容可能で外部配送可能な容器である。一例として、ＦＯＵＰ（ＦＯＵＰ：Ｆｒｏｎｔ Ｏｐｅｎｉｎｇ Ｕｎｉｆｉｅｄ Ｐｏｄ）が挙げられるが、これに限定されない。なお、各収容容器８０には、基板Ｗとして、製品基板、ダミー基板及びモニタ基板等が収容される。

【0032】

ロードポート８２は、収容容器８０を載置可能な台座である。一例として、本実施形態では、基板処理装置２０の平面視で、３つのロードポート８２が基板搬送方向と直交する方向に一列に並べられているが、これに限定されない。また、ロードポート８２は、３つよりも多くてもよいし、２つ以下でもよい。

【0033】

なお、本実施形態では、収容容器８０及びロードポート８２は、収容室７８内に配置されている。収容室７８は、筐体７９により構成されている。

【0034】

移載機８４は、少なくとも一枚の基板Ｗを移載可能であり、ロードポート８２に載置された収容容器８０と搬送室５０（授受室７０）との間で基板Ｗの移載が可能な装置である。具体的には、移載機８４は、ロードポート８２に載置された収容容器８０から基板Ｗを取り出して支持具９０に移載する機能と、支持具９０から基板Ｗを取り出して収容容器８０に移載する機能とを有する。

【0035】

（移載室）
基板処理装置２０は、図１に示されるように、基板処理装置２０の平面視で、基板搬送方向と直交する方向に延びる移載室８６を備えている。なお、基板搬送方向と直交する方向については、適宜、基板移載方向という。図１では、基板移載方向を矢印Ｙで示している。

【0036】

移載室８６は、基板Ｗの移載が可能な部屋であり、移載機８４が配置されている。この移載室８６は、収容室７８と、処理室３０との間に位置している。移載室８６を構成する筐体８７の一方の側面は処理室３０の筐体３１に接続されている。筐体８７の他方の側面には、３つのロードポート８２にそれぞれ対応した位置に基板Ｗの出入口（図示省略）が設けられている。これらの出入口は、シャッタ（図示省略）によって閉じられている。また、移載室８６には、真空装置が接続されていて、真空度が調節可能とされていてもよい。

【0037】

移載室８６の床面には、基板移載方向に延びるレール８８が設けられている。移載機８４は、レール８８上を移動する。

【0038】

移載機８４は、レール８８上を移動する移動台（図書省略）上に設けられている。この移載機８４は、伸縮アーム８４Ａと、伸縮アーム８４Ａの先端に設けられたハンド部８４Ｂとを備えている。移載機８４は、伸縮アーム８４Ａを伸ばし、ハンド部８４Ｂで基板Ｗを下方から支持することで、基板Ｗを収容容器８０から支持具９０へ、基板Ｗを支持具９０から収容容器８０へ移載することができる。なお、本実施形態の移載機８４は、ハンド部８４Ｂが設けられた伸縮アーム８４Ａを一対備えているが、これに限定されない。また、移載機８４は、移動台に対して昇降可能とされている。言い換えると、移動台は、移載機８４を昇降可能とする昇降装置（図示省略）を備えている。

【0039】

移載機８４は、ロードポート８２に載置された収容容器８０から基板Ｗを取り出して支持具９０に移載する動作と、支持具９０から基板Ｗを取り出して収容容器８０に移載する動作とが搬送制御部の一例としての搬送コントローラ１１０によって制御されている。また、移載機８４は、３つの収容容器８０に収容された基板Ｗのいずれを取り出すかがコントローラ１００によって制御される。

【0040】

（授受室）
基板処理装置２０は、搬送室５０に配され、複数の支持具９０の授受が可能な授受室７０を備えている。授受室７０は、図１に示されるように、基板処理装置２０の平面視で、搬送室５０において移載室８６との間で基板Ｗの移載を行う部分に配されている。

【0041】

授受室７０には、図１～図３に示されるように、搬送ユニット６０との間で支持具９０を授受する授受機構７２が設けられている。

【0042】

授受機構７２は、台７３と、回転伸縮軸７４と、回転アーム７５と、保持部７６と、を備えている。

【0043】

台７３は、授受室７０の床面に固定されている。

【0044】

回転伸縮軸７４は、台７３の上部に設けられており、鉛直方向を軸として回転可能とされている。また、回転伸縮軸７４は、台７３に対して鉛直方向に移動可能とされている。なお、回転伸縮軸７４を回転させる駆動部（図示省略）及び回転伸縮軸７４を鉛直方向に伸縮（昇降）させる昇降部（図示省略）は、台７３内に配置されている。

【0045】

回転アーム７５は、一端が回転伸縮軸７４に固定されている。また、回転アーム７５の他端には、保持部７６が取り付けられている。この回転アーム７５は、回転伸縮軸７４を中心として回転する。

【0046】

保持部７６は、支持具９０を支持する部分である。具体的には、保持部７６は、支持具９０の下面を支持する。なお、本実施形態では、一例として、保持部７６は、支持具９０に固定される。これにより、支持具９０が保持部７６によって保持される。

【0047】

授受機構７２は、回転伸縮軸７４を回転させることにより、保持部７６で保持した支持具９０を、搬送ユニット６０の載置台６４に載置させる搬送位置と、移載機８４との間で基板Ｗを移載する移載位置と、一時待機させる待機位置との間で移動させる。

【0048】

また、授受室７０には、授受機構７２で支持具９０を移載位置に移動させたときに支持具９０を支持する第一支持部７７Ａ（図１９において二点鎖線で示す部分）と、授受機構７２で支持具９０を待機位置に移動させたときに支持具９０を支持する第二支持部７７Ｂ（図１３において二点鎖線で示す部分）と、備えている。なお、第二支持部７７Ｂは、支持具９０を一時待機させる待機部ともいう。

【0049】

授受機構７２は、授受制御部の一例としての授受コントローラ１１２によって制御されている。具体的には、授受コントローラ１１２によって回転伸縮軸７４の回転駆動部及び昇降部が制御されている。すなわち、授受コントローラ１１２によって、授受機構７２による支持具９０の配置制御（位置の制御）、垂直制御（昇降制御）及び回転制御が行われる。なお、授受コントローラ１１２は、コントローラ１００によって制御されている。

【0050】

また、図６に示されるように、授受機構７２は、支持具９０を第一支持部７７Ａに載置するときに、支持具９０が移載機８４に対し、基板Ｗが移載可能な向きとなるように支持具９０の向きを調整する。

【0051】

（制御部）
基板処理装置２０は、図２１に示すように、制御部の一例としてのコントローラ１００を備えている。このコントローラ１００は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１０１Ａ、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１０１Ｂ、記憶部１０１Ｃ、Ｉ／Ｏポート１０１Ｄを備えたコンピュータとして構成されている。

【0052】

ＲＡＭ１０１Ｂ、記憶部１０１Ｃ、Ｉ／Ｏポート１０１Ｄは、内部バス１０１Ｅを介して、ＣＰＵ１０１Ａとデータ交換可能なように構成されている。コントローラ１００には、例えばタッチパネル等として構成された入出力装置１０２が接続されている。また、コントローラ１００には、例えば、上位装置との通信を行うための通信部１０４が接続されている。

【0053】

記憶部１０１Ｃは、例えばフラッシュメモリ、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）等で構成されている。記憶部１０１Ｃ内には、基板処理装置の動作を制御する制御プログラムや、後述する基板処理の手順や条件等が記載されたプロセスレシピ等が、読み出し可能に格納されている。プロセスレシピは、後述する基板処理工程における各手順をコントローラ１００に実行させ、所定の結果を得ることが出来るように組み合わされたものであり、プログラムとして機能する。以下、このプロセスレシピや制御プログラム等を総称して、単に、プログラムともいう。また、プロセスレシピを、単に、レシピともいう。本明細書においてプログラムという言葉を用いた場合は、レシピ単体のみを含む場合、制御プログラム単体のみを含む場合、または、それらの両方を含む場合がある。ＲＡＭ１０１Ｂは、ＣＰＵ１０１Ａによって読み出されたプログラムやデータ等が一時的に保持されるメモリ領域（ワークエリア）として構成されている。

【0054】

Ｉ／Ｏポート１０１Ｄは、搬送コントローラ１１０、授受コントローラ１１２及び複数のプロセスコントローラ１２０等に接続されている。搬送コントローラ１１０は、基板Ｗの搬送を制御するコントローラである。授受コントローラ１１２は、基板Ｗの授受を制御するコントローラである。プロセスコントローラ１２０は、基板Ｗの成膜処理を制御するコントローラである。本実施形態では、処理室３０が６つ設けられているため、それぞれの処理室３０に対応してプロセスコントローラ１２０が６つ設けられている。これにより、処理室３０毎に独立して成膜処理を行うことが可能となる。

【0055】

ＣＰＵ１０１Ａは、記憶部１０１Ｃから制御プログラムを読み出して実行すると共に、入出力装置１０２からの操作コマンドの入力等に応じて記憶部１０１Ｃからレシピを読み出すように構成されている。ＣＰＵ１０１Ａは、読み出したレシピの内容に沿うように、搬送コントローラ１１０に、移載機８４、昇降装置３７、搬送ユニット６０による基板Ｗの搬送動作、ゲートバルブ３５及びシャッタの開閉動作、ロードポート８２の位置決め動作等を制御させることが可能なように構成されている。また、ＣＰＵ１０１Ａは、読み出したレシピの内容に沿うように、授受コントローラ１１２に、授受機構７２の授受動作及び待機動作等を制御させることが可能なように構成されている。

【0056】

また、ＣＰＵ１０１Ａは、読み出したレシピの内容に沿うように、プロセスコントローラ１２０に、温度制御コントローラ１２２、ガス流量制御コントローラ１２４及び圧力制御コントローラ１２６を制御させることが可能なように構成されている。温度制御コントローラ１２２は、反応炉３２内を加熱するヒータの温度調節動作を制御することが可能なように構成されている。ガス流量制御コントローラ１２４は、反応炉３２内に供給されるガスの流量調節動作を制御することが可能なように構成されている。圧力制御コントローラ１２６は、反応炉３２内における圧力の調節動作を制御することが可能なように構成されている。

【0057】

コントローラ１００は、外部記憶装置（例えば、ハードディスク等の磁気ディスク、ＣＤ等の光ディスク、ＭＯ等の光磁気ディスク、ＵＳＢメモリ等の半導体メモリ）１０３に格納された上述のプログラムを、コンピュータにインストールすることにより構成することができる。記憶部１０１Ｃや外部記憶装置１０３は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体として構成されている。以下、これらを総称して、単に、記録媒体ともいう。本明細書において記録媒体という言葉を用いた場合は、記憶部１０１Ｃ単体のみを含む場合、外部記憶装置１０３単体のみを含む場合、または、それらの両方を含む場合がある。なお、コンピュータへのプログラムの提供は、外部記憶装置１０３を用いず、インターネットや専用回線等の通信手段を用いて行ってもよい。

【0058】

コントローラ１００は、搬送コントローラ１１０と授受コントローラ１１２を有しており、基板Ｗの処理に合わせて搬送コントローラ１１０と授受コントローラ１１２の制御を行うことが可能なように構成されている。

【0059】

搬送コントローラ１１０は、搬送ユニット６０に対する支持具９０の載置有無の検知と、基板Ｗの基板支持台４０への移載制御が可能なように構成されている。なお、搬送ユニット６０に対する支持具９０の載置有無の検知は、例えば、光学式センサによって支持具９０の有無を検知してもよいし、ロードセルによって支持具９０の質量から載置有無を検知してもよいし、ＣＣＤカメラ等の撮影装置で取得した画像情報を解析して支持具９０の載置有無を検知してもよいし、これらに限定されない。

【0060】

授受コントローラ１１２は、授受機構７２に対する支持具９０の載置有無の管理と、支持具９０の配置制御とが可能なように構成されている。なお、授受機構７２に対する支持具９０の載置有無の検知は、例えば、光学式センサによって支持具９０の有無を検知してもよいし、ロードセルによって支持具９０の質量から載置有無を検知してもよいし、ＣＣＤカメラ等の撮影装置で取得した画像情報を解析して支持具９０の載置有無を検知してもよいし、これらに限定されない。

【0061】

コントローラ１００は、授受室７０と処理室３０との間で搬送ユニット６０の搬送制御が可能であり、基板Ｗを処理した処理室３０と別の処理室３０との間で搬送ユニット６０の搬送制御も可能である。すなわち、コントローラ１００は、搬送ユニット６０によって基板Ｗを、授受室７０と処理室３０との間で搬送することができる。そして、コントローラ１００は、搬送ユニット６０を制御して、処理室３０で処理した基板Ｗを別の処理室３０へ搬送させることができる。これにより、複数の処理室３０を経由して基板Ｗを処理することが可能となる。

【0062】

＜半導体装置の製造方法＞
次に、本開示の一実施形態に係る基板処理装置２０を用いた半導体装置の製造方法、すなわち、基板Ｗの処理手順について説明する。以下の説明において、基板処理装置２０を構成する各部の動作はコントローラ１００により制御される。

【0063】

＜支持具移動：待機位置→移載位置＞(図１２)
まず、図１２に示されるように、第二支持部７７Ｂで支持されている空の支持具９０を授受機構７２で保持する。次に、回転伸縮軸７４を回転させて支持具９０を待機位置から移載位置へと回転移動させて、支持具９０を第一支持部７７Ａで支持させる。

【0064】

＜基板移載：収容容器→支持具＞(図１３)
次に、図１３に示されるように、移載機８４を稼働させて収容容器８０から支持具９０へ、一例として９枚の基板Ｗを移載する。

【0065】

＜搬送ユニット移動：空の支持具載置済み＞
搬送ユニット６０には空の支持具９０が載置されており、６つの処理室３０のうちいずれかの処理室３０による基板Ｗの処理が完了すると、空の支持具９０を載置した搬送ユニット６０が基板Ｗの処理が完了した処理室３０に向けて移動する。

【0066】

＜処理室から処理済み基板の取り出し＞
搬送ユニット６０が目的の処理室３０の前に到着すると、目的の処理室３０のゲートバルブ３５が開かれる。このとき、準備室３６には反応炉３２から取り出された基板支持台４０が昇降装置３７の昇降台３７Ａと共に下降している。その後、移載機６６を用いて基板支持台４０から処理済みの基板Ｗを取り出し、空の支持具９０に支持させる。

【0067】

＜処理済み基板の取り出し後、搬送ユニットを授受室に移動＞(図１４)
基板支持台４０から処理済みの基板Ｗを支持具９０に移載したあとは、図１４に示されるように、支持具９０が載置台６４に載せられた搬送ユニット６０を授受室７０に向けて移動させる。

【0068】

＜支持具の移動：搬送位置→待機位置＞(図１５)
次に、図１５に示されるように、授受機構７２によって搬送ユニット６０から支持具９０が待機位置へと移動させられる。そして、処理済みの基板Ｗを支持する支持具９０が第二支持部７７Ｂで支持される。

【0069】

＜支持具の移動：移載位置→搬送位置＞(図１６)
次に、図１６に示されるように、授受機構７２によって第一支持部７７Ａから支持具９０が搬送位置へと移動させられる。そして、未処理の基板Ｗを支持する支持具９０が載置台６４で支持される。

【0070】

＜未処理基板を支持した支持具を載置した状態で搬送ユニットを移動＞（図１７）
支持具９０が載置台６４に載置されると、搬送ユニット６０は、図１７に示されるように、目的の処理室３０へと移動する。すなわち、支持具９０が目的の処理室３０へと、搬送ユニット６０によって搬送される。

【0071】

＜処理室のゲートバルブオープン＞
そして、目的の処理室３０に搬送ユニット６０が到着すると、搬入目的の処理室３０のゲートバルブ３５が開かれる。

【0072】

＜基板支持台への基板の移載＞
ゲートバルブ３５が開いた後、搬送ユニット６０の移載機６６を用いて支持具９０の未処理の基板Ｗを基板支持台４０に移載する（図９参照）。搬送ユニット６０から基板支持台４０へ基板Ｗの移載が完了すると、ゲートバルブ３５を閉じ、昇降装置３７の昇降台３７Ａと共に基板支持台４０を上昇させ、反応炉３２内に基板支持台４０を装入する（図１０参照）。

【0073】

反応炉３２内に基板支持台４０を装入後、反応炉３２内の圧力及び温度を制御しつつ、処理ガス及び不活性ガス等を供給する。これにより、基板Ｗが成膜処理される。

【0074】

搬送ユニット６０が目的の処理室３０へと移動した後は、授受機構７２によって第二支持部７７Ｂで支持されている、処理済みの基板Ｗを支持する支持具９０が第一支持部７７Ａへ移動される（図１７参照）。

【0075】

第一支持部７７Ａへ移動した支持具９０から処理済みの基板Ｗが移載機８４によって収容容器８０へと移載される（図１８参照）。

【0076】

そして、処理済みの基板Ｗを収容容器８０に移載したあとは、授受機構７２によって空の支持具９０が第一支持部７７Ａから第二支持部７７Ｂへと移動させられる（図１９参照）。なお、処理済みの基板Ｗを収容容器８０に移載したあと直ぐに、支持具９０に未処理の基板Ｗを支持させる必要がある場合は、一旦第二支持部７７Ｂで待機させずに、直ちに支持具９０に未処理の基板Ｗを支持させてもよい。

【0077】

このようにして基板Ｗの成膜処理が行われ、半導体装置が製造される。

【0078】

次に、本実施形態に係る作用並びに効果について説明する。
本実施形態では、搬送ユニット６０の移動が可能な搬送室５０に複数の支持具９０の授受が可能な授受室７０を配していることから、複数の支持具９０を同時に扱うことで、生産効率の向上に貢献できる。また、授受室７０において、複数の支持具９０を授受することで、基板Ｗの搬送律速の回避を行うことができる。また、支持具９０に複数枚の基板Ｗを支持させた場合には、一度に複数枚の基板Ｗの搬送を行えるため、基板Ｗの搬送時間の短縮に貢献できる。すなわち、本実施形態では、基板Ｗの搬送効率を向上させることができる。

【0079】

本実施形態では、コントローラ１００は、基板Ｗの処理に合わせて搬送コントローラ１１０と授受コントローラ１１２の制御を行うことが可能なよう構成されている。そのため、コントローラ１００が搬送コントローラ１１０と授受コントローラ１１２を管理することにより、支持具９０の配置タイミングが明確となり、生産スケジュールの管理が容易となる。

【0080】

本実施形態では、搬送コントローラ１１０が搬送ユニット６０への支持具９０の載置有無の検知と、基板Ｗの移載制御とが可能なよう構成されていることから、支持具９０の目的の処理室３０への確実な移動管理ができ、かつ、基板Ｗの基板支持台４０への移載が確実に行える。

【0081】

本実施形態では、授受コントローラ１１２が支持具９０の載置有無の管理と、支持具９０の配置制御とが可能なよう構成されていることから、複数の支持具９０を扱う場合の搬送律速を回避することができる。また、支持具９０を適切なタイミングで適切な位置に配置することができる。

【0082】

本実施形態では、移載機８４がロードポート８２に載置された収容容器８０と支持具９０との間で、少なくとも１つの基板Ｗを移載可能なよう構成されている。ここで、ロードポート８２は複数あり、複数の収容容器８０をそれぞれのロードポート８２に載置可能である。また、支持具９０は、少なくとも１つの収容容器８０から少なくとも一枚の基板Ｗを移載できる。

【0083】

本実施形態では、支持具９０が少なくとも１つの種類の基板Ｗを支持可能であることから、処理に必要な基板Ｗを基板の種類に関係なく搬送可能であり、搬送時間の短縮に貢献できる。

【0084】

本実施形態では、搬送ユニット６０が支持具９０を載置台６４に載置して支持具９０を搬送可能である、すなわち、支持具９０に支持された複数の基板Ｗを一度に搬送することが可能なので、基板Ｗの搬送時間の短縮に貢献できる。

【0085】

本実施形態では、搬送ユニット６０が備える移載機６６が支持具９０に支持された基板Ｗを少なくとも１つ処理室３０に移載可能であることから、移載機６６の伸縮アーム６６Ａにより、狭い空間であっても支持具９０及び処理室３０への基板Ｗの移載が可能になる。また、ハンド部６６Ｂは２つあり、２枚単位での基板Ｗの移載が可能で、基板移載時間の短縮に貢献できる

【0086】

本実施形態では、授受室７０が処理済みの基板Ｗを支持する支持具９０と、未処理の基板Ｗを支持する支持具９０の授受が可能であることから、複数の支持具９０を扱うことで基板移載の効率が向上する。

【0087】

本実施形態では、授受室７０の一方に搬送ユニット６０から授受した支持具９０が支持され、他方には移載室８６から授受した支持具９０が支持されることから、複数の支持具９０を目的の位置に配置することにより、支持具９０の搬送律速を回避することが可能となる。

【0088】

本実施形態では、授受室７０が支持具９０を待機可能な待機部として第二支持部７７Ｂを有することから、支持具９０を一時的に待機位置に配置することにより、支持具９０の搬送律速を回避することが可能となる。

【0089】

本実施形態では、授受室７０が支持具９０を授受する場合に、基板Ｗの移載が可能なように基板Ｗの開口面の向きを調整可能な授受機構７２を有することから、無駄な基板Ｗの移載時間の削減に貢献できる。

【0090】

本実施形態では、支持具９０が基板Ｗの位置ズレを防止可能な位置合わせ機構としての段差９２を有することから、搬送時の基板Ｗのズレを防止することが可能になる。また、
基板Ｗのズレを防止することにより、基板Ｗの移載時において、移載機６６及び移載機８４と基板Ｗとの接触を防ぐことができる

【0091】

＜他の実施形態＞
本開示は上述の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、授受機構７２では、支持具９０を下から支持したが、支持具９０を上から吊り下げてもよい。

【符号の説明】

【0092】

２０ 基板処理装置
３０ 処理室
４０ 基板支持台
５０ 搬送室
６０ 搬送ユニット
６４ 載置台
６６ 移載機（第２の移載機構の一例）
８４ 移載機（第１の移載機構の一例）
１００ コントローラ（制御部の一例）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8A】

【図8B】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】