JP2000082697A

JP2000082697A - 真空処理方法

Info

Publication number: JP2000082697A
Application number: JP15901499A
Authority: JP
Inventors: Shigekazu Kato; 重和加藤; Naoyuki Tamura; 直行田村; Koji Nishihata; 廣治西畑; Atsushi Ito; 温司伊藤; Tsunehiko Tsubone; 恒彦坪根
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1999-06-07
Filing date: 1999-06-07
Publication date: 2000-03-21

Abstract

(57)【要約】【課題】生産ラインの自動化への対応が容易で、かつ、
ゴミの発生などによる製品の汚染を低減でき、高い生産
効率と高い製品歩留まりを実現する真空処理方法を提供
することにある。【解決手段】真空室をコの字状に配置し、その両端に搬
入室，搬出室を、前記搬入室と搬出室の中間に少なくと
も一つの処理室を設け、該コの字状の真空室で囲まれた
空間に、カセットと、搬入室，搬出室両方との間で試料
をやり取り可能な搬送手段を設けることにより、半導体
生産ラインの自動化への適応容易化と装置構成の簡略
化，コンパクト化を図っている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、真空処理装置に係
り、特に複数の試料を収納したカセットを供給し、処理
済み試料をカセットに収納して回収する方式の真空処理
方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ドライエッチング装置、ＣＶＤ装置ある
いはスパッタリング装置などの真空処理装置において
は、定められた複数枚の被処理基板を一つの単位（一般
にロットとよばれる）として基板カセットに収納して装
置に投入し、処理済みの再板も同一の単位毎に基板カセ
ットに収容して回収することにより、生産の効率化を図
るのが一般的な運転方法である。

【０００３】図２は、従来の真空処理装置の一例を示
す。かかる装置においては、真空室をコの字状に配置
し、その両端に搬入室，搬出室を、前記搬入室と搬出室
の中間に複数の処理室を設け、いわゆるインライン型の
カセット・ツー・カセット方式により、試料に真空処理
を連続的に行うようになされている。

【０００４】このような真空処理装置の例としては、例
えば、特開昭６３−３０３０６２号公報に開示された装
置などがあげられる。

【０００５】カセットは、搬入側，搬出側ともに大気中
にセットされる。搬入室を大気圧にして隔離弁を開放
し、カセット駆動装置と基板搬送装置とを連動させて、
カセットの最下段に収容された未処理基板を搬入室に搬
入する。次に、搬入室内を真空排気したのちに搬入室と
処理室の間の隔離弁を開放し、搬入室と処理室とを連通
させて処理室に基板を搬入し、隔離弁を閉じて基板に所
望の処理を行う。この処理を行う間に、搬入室は再び大
気圧に復帰され、カセットの下から２段目に収納された
未処理基板が搬入室に搬入される。１枚目の基板の処理
が完了すると、１枚目の基板は搬出室へ、２枚目の基板
は処理室へと順次送られ、２枚目の基板に処理が行われ
る間に１枚目の基板は大気圧に戻された搬出室からカセ
ットの最上段へと搬送される。以下同様にして１枚ずつ
処理を行い、最終の基板がカセットに収納された後カセ
ットを回収する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】近年、半導体素子をは
じめとする電子デバイスに対する微細化，高集積化，高
密度化の要求はますます高まる一方であり、歩留まり向
上を阻害するパーティクル発生の最大要因である人間
を、生産環境から排除する動きが強まりつつまる。こう
した生産現場では、従来人間に依存していた各装置間，
生産ライン間の製品の移動や、装置への未処理基板の投
入／回収作業などを搬送ロボットによって行う方式が採
用されており、生産装置側にも搬送ロボットとのインタ
ーフェイスを備えることが求められている。

【０００７】また、上記のようないわゆる生産ラインの
自動化に伴って、生産管理システムも自動化され、ロボ
ットが搬送する製品単位毎に生産管理情報を付与し、各
工程では付与された情報をもとに処理を行い、記録を管
理するといったシステムが用いられており、ロボットが
搬送する製品単位も標準的には、１カセットが１単位で
あるが、２カセットで１単位、あるいは逆に１カセット
中に複数の製品単位が混在するといった場合もあり、ユ
ーザーの使い方に応じて、フレキシブルに対応できる生
産装置が求められている。

【０００８】以上のような環境の変化を踏まえて前記従
来技術を見ると、図２に示された装置においては、製品
単位が複数のカセットで構成されているような場合に
は、これに対応してロード／アンロード両側に複数のカ
セット移動機構を設ける必要があり、カセットを上下に
移動させるため装置の構造が複雑化するという問題があ
り、また、コストアップの問題も顕著なものとなる。ま
た、カセット内に収納された基板は、未処理／処理済み
にかかわらず、１枚の基板を出し入れする毎に全基板が
移動する必要があり、ゴミの発生，付着という問題が避
けられないものとなっている。

【０００９】上記の問題点に鑑みて、カセットを固定化
することにより、装置の簡略化，ゴミの発生の問題の解
決を図ったものもあるが、そうした場合においてもな
お、下記のような問題があった。

【００１０】即ち、前記の従来技術においては、搬入側
にセットする、未処理基板を収納したカセットと、取出
し側にセットする空のカセットが、常に一対で投入，回
収される必要があり、また、処理済みの基板は、搬入側
のカセットに収納されていた時とは逆の順番で搬出側の
カセットに収納されるようになされている。

【００１１】このため、一般的に用いられている各カセ
ット毎に生産情報を付与する方式に対応するには、一旦
回収した搬出側のカセットから、空になった搬入側のカ
セットに再度処理済みの基板を移し換える必要があり、
工程数が増れるのみならず、ゴミの発生による歩留まり
の低下などの問題が生じていた。

【００１２】また、装置稼働率の面からも、搬入側カセ
ットから最後に投入された基板が、全て搬出側カセット
に収納されて、次の空カセットが設置されるまでは新た
な投入を待つか、あるいは新たに投入した基板の処理進
行を中断して待つ必要が生じるという不都合が生じてい
た。

【００１３】本発明の目的は、生産ラインの自動化への
対応が容易で、かつ、ゴミの発生などによる製品の汚染
を低減でき、高い生産効率と高い製品歩留まりを実現す
る真空処理方法を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、真空室をコの
字状に配置し、その両端に搬入室，搬出室を、前記搬入
室と搬出室の中間に少なくとも一つの処理室を設け、該
コの字状の真空室で囲まれた空間に、カセットと、搬入
室，搬出室両方との間で試料をやり取り可能な搬送手段
を設けることにより、半導体生産ラインの自動化への適
応容易化と装置構成の簡略化，コンパクト化を図ってい
る。

【００１５】本発明においては、真空室をコの字状に配
置し、前記真空室の一端部に試料の搬入室を、前記真空
室の他方の端部に試料の搬出室を、前記搬入室と搬出室
との間に少なくとも一つの処理室を設け、コの字状の真
空室で囲まれた空間、あるいは該空間の処理室とは反対
側への延長上の空間に、姿勢および位置を変えないカセ
ットと、該カセットと搬入室，搬出室両方との間で試料
をやり取り可能な搬送手段を設けることにより、個々の
ウェーハは処理に必要な最低限の移動をするにとどめら
れるため、ゴミの発生などによる製品の汚染を低減で
き、コンパクトでクリーンルームへの設置性に優れ、高
い生産効率と高い製品歩留まりを実現する真空処理装置
を提供するとともに、半導体生産ラインの自動化への適
応容易化を図ることができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を図１に
より説明する。

【００１７】図１は、本発明による真空処理装置の、半
導体ウェーハに対するドライエッチング処理を行う装置
への応用を示す図である。

【００１８】装置は、未処理のウェーハを収納した状態
で、装置に処理対象を供給し、かつ、処理済みのウェー
ハを再度元の位置に収納して回収するための、複数（通
常２５枚）のウェーハを収納できるカセット１ａ，１
ｂ、該カセット１ａ，１ｂを載置し、装置への導入／払
出しの位置を決定するための、位置および姿勢を換える
ことがなく、常に一定位置に固定されたカセット台２、
図示しない真空排気装置およびガス導入装置を装備し、
未処理のウェーハを真空雰囲気に導入するためのロード
ロック室３、同じく処理済みのウェーハを大気中に取り
だすためのアンロードロック室４、ウェーハにエッチン
グを施すためのエッチング処理室５、それらをそれぞれ
気密に分離可能な隔離弁６，およびロードロック室３／
アンロードロック室４とカセット１ａ，１ｂとの間でウ
ェーハを授受するための搬送装置７から構成されてい
る。

【００１９】装置の動作としては、まず、未処理のウェ
ーハを収納したカセット１ａ，１ｂがストッカから装置
へとロボット又はオペレータにより供給され、カセット
台２に載置される。装置は、カセットに付与された生産
情報を自ら認識するか、上位の制御装置から送られる情
報に基づくか、あるいはオペレータの入力する命令によ
るか、いずれかの方法によりウェーハに処理を行うこと
ができる。

【００２０】カセット１ａに収納された未処理のウェー
ハ１０を搬送装置７により抜き取り、隔離弁６ａを通し
てロードロック室３へ搬入する。このときウェーハ１０
は、カセット１ａ内のいずれの場所に収納されたもので
も良い。ロードロック室３は、隔離弁６ａを閉じた後、
排気装置により所定の圧力まで真空排気され、次いで隔
離弁６ｂが開放されてウェーハ１０はエッチング室５へ
搬送される。

【００２１】エッチング室５に搬入されたウェーハ１０
は、所定の条件によりエッチング処理を施される。この
間に、ロードロック室３は隔離弁６ａ，６ｂを閉じた状
態で、ガス導入装置により大気圧に復帰され、開放され
た隔離弁６ａから１枚目のウェーハと同様に２枚目のウ
ェーハが搬送装置７によって搬入され、再び排気装置に
より所定の圧力まで真空排気される。１枚目のウェーハ
１０のエッチング処理が終了すると、隔離弁６ｃが開か
れて処理済みのウェーハ１０がアンロードロック室４に
搬出され、続いて隔離弁６ｃが閉じられ、隔離弁６ｂが
開かれて２枚目のウェーハがロードロック室３から搬入
され、隔離弁６ｂを閉じた後エッチング処理が開始され
る。

【００２２】アンロードロック室４に搬出された処理済
みウェーハ１０は、アンロードロック室４を大気圧に復
帰した後、隔離弁６ｄを通して搬送装置７によって大気
中に取り出され、当初収納されていたカセット１ａ内の
元の位置へ戻される。

【００２３】以上の動作を繰り返して、カセット１ａに
収納されていた未処理のウェーハの処理が完了し、元の
位置に再収納し終わるとカセット１ａは回収可能とな
り、別の未処理のウェーハを収納したカセットと交換さ
れるが、装置はその間カセット１ｂ内の未処理ウェーハ
の処理を続けており、カセット１ｂの全てのウェーハの
処理が完了する前に別の未処理のウェーハを収納したカ
セットが供給されれば、装置は常に連続的に稼働可能で
ある。

【００２４】なお、上記一実施例に限らず、例えば、水
平面に投影した基板の搬送軌跡がクローズドループを形
成し、かつ、カセットが該クローズドループ上にないよ
うに構成された真空処理装置であれば、本発明の範囲に
全て含まれる。

【００２５】また、図１の真空処理装置を複数台並べて
設置し、それぞれの間に搬送装置を備えるようにモジュ
ール構成すれば、図１の真空処理装置を基本としてプロ
セス変更，追加等のニーズにフレキビリティを有し対応
することができる。この場合、複数台の真空処理装置の
設置の仕方等は、任意に選択され、また、搬送装置とし
ては、例えば、前工程側の真空処理装置の試料搬出側か
ら後工程の真空処理装置の試料搬入側へ試料を搬送する
ものが採用される。

【００２６】また、上記一実施例での真空処理済み試料
は、その後、防食処理用の水洗処理，乾燥処理等実施さ
れる場合がある。このような防食処理は、真空雰囲気と
は異なる雰囲気、例えば、大気圧雰囲気下で通前実施さ
れる。このような場合、上記真空と大気圧処理室とでコ
の字状配置され装置は構成される。つまり、この場合、
カセットからロードロック室を介してエッチング室へ搬
入されたウェーハは、該エッチング室でプラズマエッチ
ング処理される。該エッチング処理済みのウェーハはエ
ッチング室からアンロードロック室を介して水洗処理室
に搬入され、該水洗処理室で水洗処理される。該水洗処
理済みのウェーハは、その後、乾燥処理室で乾燥処理さ
れる。該乾燥処理済みのウェーハは、搬送装置によって
当初収納されていたカセット内の元の位置に戻される。
このような動作を繰り返して、カセットに収納されてい
た未処理のウェーハのエッチング処理，防食処理が順次
完了し、元の位置に再収納し終ると該カセットは回収可
能となり、別の本処理のウェーハを収納した別のカセッ
トと交換されるが、装置はその間カセット内の未処理の
ウェーハのエッチング処理，防食処理を順次続けてお
り、カセットの全てのウェーハの処理が完了する前に別
の未処理のウェーハを収納したカセットが供給されれ
ば、この場合も装置は常に連続的に稼働可能である。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
製品単位毎の処理装置への投入および回収の時点では、
試料の同一カセットの同一位置に常に収納されており、
製品単位毎に付与された生産情報と１対１の対応を保っ
たまま次の工程に進めることができるので、生産ライン
の自動化への対応が容易にできる効果がある。

【００２８】また、個々の試料は、処理に必要な最低限
の移動をするにとどめられるため、ゴミの発生を押える
ことができ高い製品歩留まりを実現できる効果がある。

【００２９】更に、コンパクトでクリーンルームへの設
置性に優れ高い生産効率を備えた真空処理装置を実現で
きる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の真空処理装置の平面ブロッ
ク図である。

【図２】従来例の真空処理装置の平面ブロック図であ
る。

【符号の説明】

１・・・カセット、２・・・カセット台、５・・・ロード
ロック室、４・・・アンロードロック室、５・・・エッチ
ング室、６・・・隔離弁、７・・・搬送装置、１０・・
・ウェーハ。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０１Ｌ 21/68 Ｈ０１Ｌ 21/68 Ａ (72)発明者西畑廣治山口県下松市大字東豊井794番地株式会社日立製作所笠戸工場内 (72)発明者伊藤温司山口県下松市大字東豊井794番地株式会社日立製作所笠戸工場内 (72)発明者坪根恒彦山口県下松市大字東豊井794番地株式会社日立製作所笠戸工場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被処理基板を収納した第１及び第２のカセ
ットが大気中に設けられ、一方のカセットの交換時にお
いては他方のカセットに収納された被処理基板の処理を
真空処理室で行うことにより、前記真空処理室における
基板の処理がカセット交換時においても連続的に継続す
ることを特徴とする基板の真空処理方法。
【請求項２】被処理基板を収納したカセットに付与され
た生産情報を装置自ら認識するか、上位の制御装置から
送られる情報に基づくか、オペレータの入力する命令に
よるか、いずれかの方法により基板を真空処理室で処理
することを特徴とする基板の真空処理方法。