JP2000200755A - チャンバ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 枚葉式のロードロック室を複数備えたロード
ロック装置のタクトタイムを短縮する。 【解決手段】 枚葉式ロードロック室８、９を上下に複
数段配置する。複数のロードロック室８、９に真空排気
配管１７、１８を取り付ける。上段ロードロック室８に
取り付けた上段排気配管１７を、最短距離で配管するた
めに、下段ロードロック室９を貫通して底板１３から装
置外部に取り出す。下段ロードロック室９に接続した下
段排気配管１８はダイレクトに底板１３から装置外部に
取り出す。下段ロードロック室９の底板１３から取り出
したロードロック室８、９の全排気配管１７、１８を排
気ポンプに通じるマニホールド７に接続し、各ロードロ
ック室８、９の排気配管１７、１８に真空バルブ４、６
を取り付け、真空バルブ４、６を交互に切替えて、ロー
ドロック室８、９毎に枚葉操作ができるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は複数の枚葉式チャン
バを備えたチャンバ装置に係り、特に複数の枚葉式チャ
ンバを備えていながら、短いタクトタイムで運転するこ
とが可能なロードロック装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】情報化社会の進展に伴って、平面ディス
プレイの開発と実用化が急速に進展している。その中で
液晶ディスプレイ（Liquid Crystal Display:LCD）は、
ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）に代わりつつある。このＬ
ＣＤを製造するＬＣＤ製造装置は、各種処理室及びロー
ドロック室などの複数のチャンバを備える。特にロード
ロック室は、枚葉操作方式の各種処理室に対してガラス
基板を搬入したり搬出したりする際の中継室として使用
される ロードロック室は、各種処理室を大気中に開放しないで
ガラス基板の取り入れ、取り出しを行うことを目的とし
た真空室であり、各種処理室の前後、又はどちらか一方
にロードロックバルブを介して配置され、ロードロック
バルブと真空排気系動作の組合せで各種処理室を常に真
空に保持することができる。

【０００３】図２及び図３は従来のロードロック装置を
示したものである。図２のものは枚葉方式と呼ばれるタ
イプであり、ロードロック室２１内に１枚のガラス基板
２０を搬入してロードロック操作を行うものである。ロ
ードロック室２１内にはガラス基板２０を保持する基板
ステージ２２が設けられる。底部には真空バルブ２３で
開閉制御される真空排気管２４が接続され、真空排気管
２４に連通する真空排気ポンプ（図示略）によりロード
ロック室２１内が真空排気（エバック）される。また、
ロードロック室２１の上部開口を覆う上蓋２５にはリー
クガス導入管２６が接続され、リークガスであるＮ₂ ガ
スがフィルタ２７を通ってロードロック室２１内に導入
されることで大気戻し（リーク操作）がなされる。

【０００４】図３のものはバッチ操作方式と呼ばれるタ
イプであり、ロードロック室３１内に複数枚のガラス基
板２０を搬入して同時にロードロック操作を行うもので
あり、図２中で示したものと同様の構成部分には同符号
を付してある。図２と異なる点は、ロードロック室３１
内部に複数枚のガラス基板２０を保持する基板ラック３
２が設けられ、同時に複数枚のガラス基板２０を真空に
保持できる点である。

【０００５】ところで、常に真空状態を保つ各種処理室
と異なり、ロードロック室はガラス基板の搬入、搬出完
了ごとにエバック操作及びリーク操作される。従って、
ロードロック室においては、基板の搬入・搬出タクトタ
イムを改善するために、エバック操作及びリーク操作な
どのロードロック操作時間を短縮する必要がある。

【０００６】タクトタイムを短縮するためエバック及び
リーク操作を急速に行うと、ロードロック室で粉塵（パ
ーティクル）の飛散によるガラス基板表面の汚染が発生
する。このためエバック及びリーク速度には一定の限界
値が存在する。

【０００７】枚葉操作方式の場合、従来のロードロック
室のタクトタイムは１〜２分が限界とされる。これに対
して、バッチ操作方式の場合は、基板１枚当たりのタク
トタイムの短縮は更に可能である。

【０００８】しかし、バッチ操作方式では、バッチ操作
のタクト間隔が長いので、連続で処理を行う場合には、
２台のバッチ式ロードロック室を並列設置とし、交互に
切替えて操作を行う必要があり、装置コストの増加及び
設置スペースの増大などの欠点がある。また、基板の枚
葉管理ができず、歩留りが悪いという欠点もある。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】バッチ操作方式に対し
て枚葉操作方式は、省設置スペース、高稼働率、基板の
枚葉管理、歩留りの向上などの点に特長がある。そこ
で、基板搬入のタクトタイムを短縮する方法として、枚
葉式ロードロック室を平面的に複列に配置して、これら
を交互操作することが考えられる。しかし、単に枚葉式
ロードロック室を複列にして交互操作するだけでは、次
のような問題がある。

【００１０】(1) 独立したロードロック室を単に複数寄
せ集めただけでは、構造が複雑となり実用的ではない。

【００１１】(2) 複数の枚葉式ロードロック室を平面的
に複列に配置すると設置スペースの増大を招く。

【００１２】(3) かと言って、底部に排気配管を取り付
けた枚葉式ロードロック室を上下方向に複数段積み重ね
ると、下のロードロック室が邪魔になるため、上のロー
ドロック室の排気配管の処理に問題が生じる。

【００１３】(4) 底部に２個以上の排気配管を取り付け
た場合には、(1) は一層大きな問題となる。

【００１４】排気配管を接続する枚葉式ロードロック室
の排気口を１箇所としたのでは、急速排気の際に局部的
な偏流を生じ、パーティクル飛散の原因となる。このこ
とから２個以上の排気配管が要求されているが、この要
求に応えることができない。

【００１５】(5) 排気配管の長距離化により排気配管を
含む内容積の極大化を招き、ロードロック室の急速排気
を行うことができなくなる。

【００１６】ロードロック室のエバック時間はロードロ
ック室の内容積に支配される。ロードロック室の内容積
には、ガラス基板を収納するロードロック室の空間容積
のほか、ロードロック室から真空排気ポンプに致る排気
配管内容積も含まれる。ロードロック室を急速に排気す
るためには、この排気配管は十分な排気コンダクタンス
を有していることが必要である。このため排気配管のサ
イズは大口径となり、配管内容積はロードロック室内容
積に比べ無視できない容積となる。したがって、単に複
列にしたロードロック室にそれぞれ独立して排気配管を
接続して、これらをまとめて１台の真空排気ポンプに導
くようにすることは、排気配管を迂回させて排気配管の
長距離化をもたらす。

【００１７】これらのことは、処理室の初期真空排気時
においても問題となっており、広くチャンバ装置にも共
通する。

【００１８】本発明の目的は、上述した従来技術の問題
点を解消して、複数の枚葉式チャンバのタクトタイムを
短縮することが可能なチャンバ装置を提供することにあ
る。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本発明のチャンバ装置
は、枚葉式チャンバを上下に複数段配置し、上記枚葉式
チャンバに個別に取り付けた真空排気系の全てを、最上
段の枚葉式チャンバの上部または最下段の枚葉式チャン
バの底部から取り出すために、最上段または最下段以外
の枚葉式チャンバの真空排気系が他の枚葉式チャンバを
貫通しているものである。

【００２０】各枚葉式チャンバに取り付けた真空排気系
が他のロードロック室を貫通して配設されると、複数の
チャンバを複数段に配置しても、真空排気系を最短距離
で装置外に取り出すことができる。このため各枚葉式チ
ャンバの真空排気系の内容積を最小とすることができ、
各ロードロック室のエバック操作時間の増加を避けるこ
とができる。

【００２１】上記発明において、特に枚葉式チャンバが
枚葉式ロードロック室であり、最下段の枚葉式ロードロ
ック室に取り付けた真空排気系は該最下段の枚葉式ロー
ドロック室の底部から取り出し、最下段以外の枚葉式ロ
ードロック室に取り付けた真空排気系は、当該枚葉式ロ
ードロック室よりも下段の枚葉式ロードロック室を貫通
して、最下段の枚葉式ロードロック室の底部から取り出
すようにすることが好ましい。

【００２２】最下段以外のロードロック室の真空排気系
は当該ロードロック室よりも下段のロードロック室を貫
通するように設けると、最下段以外のロードロック室の
真空排気系でも最短距離で装置底部に導くことができ
る。

【００２３】さらに上記発明において、最下段の枚葉式
ロードロック室の底部から取り出した各枚葉式ロードロ
ック室の真空排気系を排気マニホールドに接続し、各枚
葉式ロードロック室の真空排気系または排気マニホール
ドの各枝配管に、真空排気する枚葉式ロードロック室を
複数の枚葉式ロードロック室中から１つ選択する開閉弁
を取り付けることが好ましい。開閉弁の切替え操作によ
って、１台の真空排気ポンプで複数のロードロック室の
真空排気が可能となる。

【００２４】

【発明の実施の形態】図１は実施形態のロードロック装
置の概略断面図である。

【００２５】ロードロック装置１４は、枚葉式ロードロ
ック室８、９を上下に複数段に一体的に配置することに
より構成される。図示例の２段構成のロードロック装置
１４は、上段のロードロック室８と下段のロードロック
室９とから構成される。

【００２６】上段ロードロック室８は、上蓋１と、上段
ロードロック室８の底板及び下段ロードロック室９の上
蓋を兼ねた中蓋１０と、上蓋１と中蓋１０とを連結する
側板（図示に現れず）と、左右の側板に開口した基板搬
入搬出用開口部を開閉する上段ロードロックバルブ１１
とから主に構成される。

【００２７】下段のロードロック室９は、上記中蓋１０
と、底板１３と、中蓋１０及び底板１３を連結する側板
（図示に現れず）と、左右側板に開口した基板搬入搬出
用開口部を開閉する下段ロードロックバルブ１２とから
主に構成される。

【００２８】また、上段ロードロック室８の上蓋１に上
段リークガス導入管１５が接続されて、上蓋１に穿設し
た導入孔からフィルタ２を介してＮ₂ リークガスを上段
ロードロック室８内に導入できるようになっている。下
段ロードロック室９の場合は、上段ロードロック室８が
邪魔になり上からは導入できないので、中蓋１０の横に
下段リークガス導入管を接続し、中蓋１０に穿設したＬ
字状に屈曲させた導入孔１６から、フィルタ２を介して
Ｎ₂ リークガスを下段ロードロック室９内に導入できる
ようになっている。

【００２９】上段のロードロック室８に上段ロードロッ
クバルブ１１を介して搬入されたガラス基板２０は、ロ
ードロック室８内の底面である中蓋１０上に保持され、
下段のロードロック室９に下段ロードロックバルブ１２
を介して搬入されたガラス基板２０は、ロードロック室
９内の底面である底板１３上に保持される。

【００３０】ところで、上下段のロードロック室８、９
には、室内を真空排気するための口径の大きな真空排気
配管１７、１８が取り付けられるが、その真空排気配管
１７、１８は、いずれのロードロック室８、９において
も底部に取り付けてある。下段ロードロック室９では真
空排気配管１８をダイレクトに底板１３から下方に取り
出すことができるため問題はないが、上段ロードロック
室８では下段ロードロック室９が邪魔になるので、真空
排気配管１７の取り扱いと配管長が問題となる。

【００３１】そこで上段のロードロック室８では、その
中蓋１０及び下段の底板１３に中心線が一致した貫通孔
４１、４２を垂直方向に穿設して、それらの貫通孔４
１、４２に１本の上段真空排気配管１７を挿入して下段
ロードロック室９を貫通させ、上段真空排気配管１７の
下部を下段ロードロック室９の底板１３から外部に導出
する。なお、１本の真空排気配管１７を下段ロードロッ
ク室９内に挿入するのではなく、これを２分割して、貫
通孔４１の下部開口と貫通孔４２の上部開口との間を一
方の真空排気配管１７で接続し、貫通孔４２の下部開口
に他方の真空排気配管１７を取り付けるようにしてもよ
い。

【００３２】なお、下段ロードロック室９では、底板１
３に垂直方向に貫通孔４３を穿設して、その貫通孔４３
に下段真空排気配管１８を挿入して、その下部を底板１
３から外部に導出する。この場合でも、貫通孔４３の下
部開口に真空排気配管１８を取り付けるようにしてもよ
い。

【００３３】これら上段真空排気配管１７及び下段真空
排気配管１８は、急速排気の際に局部的な偏流を生じな
いようにするために、上段ロードロック室８、下段ロー
ドロック室９の左右に２箇所取り付ける。

【００３４】下段ロードロック室１３の底板１３からそ
れぞれ導出した４本の真空排気配管１７、１８は、１台
の真空排気ポンプ（図示略）につながっている排気マニ
ホールド７の各枝配管４４、４５に接続する。底板１３
から取り出した各真空排気配管１７、１８またはマニホ
ールド７の各枝配管４４、４５に、図示しない制御回路
によって開閉制御される開閉弁としての真空バルブ４、
６をそれぞれ取り付ける。真空バルブ４、６を制御する
ことにより、上段のロードロック室８と下段のロードロ
ック室９を選択して、別々にエバック操作及びリーク操
作をすることができる。

【００３５】上述したように上段ロードロック室８の真
空排気配管１７が下段ロードロック室９を貫通するよう
にしたので、底部に真空排気配管を取り付けた枚葉式ロ
ードロック室を上下方向に複数段積み重ねても真空排気
配管が邪魔になることはなく、上段のロードロック室８
の真空排気配管１７を有効に処理することができる。

【００３６】また、上段ロードロック室８からの２本の
真空排気配管１７を、下段ロードロック室９を貫通して
下段ロードロック室９の底板１３から取り出すようにし
たので、上段ロードロック室８の底部２箇所に取り付け
た真空排気配管１７を最短の長さで装置底部に導くこと
ができ、真空排気配管を上段ロードロック室８の側板側
から取り出して装置底部に引き回すものと比べて、各ロ
ードロック室の真空排気配管内容積を最小とすることが
できる。その結果、複数のロードロック室を上下に複数
段に配置したロードロック装置であっても、各ロードロ
ック室のエバック操作時間の増加を避けることができ
る。また、真空排気配管１７が短いので、真空排気配管
での反応生成物の付着堆積も抑制することもできる。

【００３７】また、装置底部に導かれた各室の真空排気
配管１７、１８の途中に真空バルブ４、６を設けること
によって、真空バルブ４、６の切替え操作により１台の
真空排気ポンプで上下段のロードロック室８、９の個別
排気操作が可能となり、真空排気系の複雑化を避けるこ
とができる。また、上下段のロードロック室を交互に切
替え操作することにより、各ロードロック室へのガラス
基板投入タクトを大幅に短縮することができ、ロードロ
ック装置のタクトタイムを従来装置の１／２以下に短縮
できる。

【００３８】また、複数のロードロック室を上下に配置
したので、ロードロック室を複列化しても設置スペース
の増大はない。また、各ロードロック室の底面に２箇所
以上の排気口を設けたので、十分な口径を確保できるう
え、局部的な偏流の発生を防止することができる。

【００３９】さらに中蓋１０で上段ロードロック室８の
底板及び下段ロードロック室９の上蓋を兼ねるようにし
て部材の一部共有化を図ることによりロードロック装置
の一体化を図ったので、単に互いに独立したロードロッ
ク室を上下に複数段に配置しするものに比べて、装置構
造の簡素化を図れる。

【００４０】なお、上記の実施形態では、真空排気配管
を装置底部に導くように構成したが、反対に装置上部に
導くようにしても、真空排気配管の最短距離を確保でき
る。この場合には、上段リークガス導入口の取付場所は
中蓋１０に、また下段リークガス導入口の取付場所は底
板１３に移す必要がある。また、ロードロック室が上下
２段に配置される場合について説明したが、３段以上の
ロードロック室を有するロードロック装置についても本
発明は適用できる。

【００４１】また、上記実施形態では横積みの場合につ
いて説明したが、縦置き横並びの場合にも適用すること
は可能である。さらにガラス基板の搬入、搬出完了ごと
にエバック操作及びリーク操作を行うロードロック室に
適用したが、初期に１回の真空排気操作を行う成膜処理
室や加熱処理室等の他のチャンバにも有効である。ま
た、ガラス基板に限らず半導体ウェーハ、その他の被処
理物にも適用できる。

【００４２】

【発明の効果】本発明によれば、複数の枚葉式チャンバ
室を上下に配置しても、各チャンバ室の真空排気系の内
容積を最小とすることができるので、各枚葉式チャンバ
室のエバック操作時間の増加を避けることができ、タク
トタイムを短縮することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態によるロードロック装置の概略断面
図である。

【図２】従来例の枚葉操作方式のロードロック装置の概
略断面図である。

【図３】従来例のバッチ操作方式のロードロック装置の
概略断面図である。

【符号の説明】

１ 上蓋 ４ 真空バルブ ６ 真空バルブ ７ 排気マニホールド ８ 上段ロードロック室 ９ 下段ロードロック室 １０ 中蓋 １１ 上段ロードロックバルブ １２ 下段ロードロックバルブ １３ 底板 １４ ロードロック装置（チャンバ装置）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 浜野 勝艶 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 Ｆターム(参考） 5F045 AE01 DP19 EB02 EB08 EB12 EB17 EC01 EC08 EG02 EG05 EN04

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】枚葉式チャンバを上下に複数段配置し、 上記枚葉式チャンバに個別に取り付けた真空排気系の全
   てを、最上段の枚葉式チャンバの上部または最下段の枚
   葉式チャンバの底部から取り出すために、最上段または
   最下段以外の枚葉式チャンバの真空排気系が他の枚葉式
   チャンバを貫通しているチャンバ装置。