JP2002270670A - 真空処理装置 - Google Patents

真空処理装置

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JP2002270670A
JP2002270670A JP2001392175A JP2001392175A JP2002270670A JP 2002270670 A JP2002270670 A JP 2002270670A JP 2001392175 A JP2001392175 A JP 2001392175A JP 2001392175 A JP2001392175 A JP 2001392175A JP 2002270670 A JP2002270670 A JP 2002270670A
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cassette
wafer
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JP2001392175A
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Inventor
Tatsuya Nakagome
達也 中込
Takashi Tozawa
孝 戸澤
Koji Suzuki
鈴木  孝治
Yasumasa Ishihara
保正 石原
Minoru Aoyanagi
稔 青柳
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Tokyo Electron Ltd
Original Assignee
Tokyo Electron Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 真空処理室やカセット室の配置のレイアウト
の自由度が大きく、スペース効率の高い真空処理装置を
提供すること。また搬送手段の駆動時のパーティクルの
飛散を抑えること。 【構成】 減圧雰囲気とされる搬送室2内に、各々独立
して水平方向に回動される例えば3本の搬送アーム51
〜53を備えた多関節アームよりなる搬送手段5を設け
ることにより、搬送室2を直方体形状とし、その周囲に
真空処理室4A〜4Cやカセット室3A、3Bを配置す
ることができる。この場合、搬送室2の一辺に例えば2
個の真空処理室4A、4Bを気密に接続し、また前記一
辺に対向する他辺に真空処理室4C、4Dを気密に接続
する構成とすることが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、真空処理装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】半導体を製造するための真空処理装置の
中には、エッチング、成膜処理、アッシング、及びスパ
ッタリングなど種々の装置があり、また装置のタイプと
しても枚葉式及びバッチ式のものがある。この種の半導
体製造装置は、半導体の高集積化、高スループット化に
対応するため種々の工夫、改良がなされ、例えば枚葉式
の真空処理装置については、複数の真空処理室を共通の
搬送室に接続し、共通の入出力ポートから各真空処理室
に搬送する装置も知られている。
【0003】図6はこのような装置を示す図であり、進
退自在及び回転自在な搬送アーム11を備えた搬送室1
2に複数の真空処理室13及びカセット室14を、搬送
アーム11の回転中心に対して放射状に接続して真空処
理装置が構成され、半導体ウエハ(以下ウエハという)
を例えば25枚収納したウエハカセット10をカセット
室14内に搬入し、この中を減圧した後搬送アーム11
によりウエハカセット10内のウエハを順次真空処理室
13内に搬送し、例えば各真空処理室13内で並行して
ウエハの処理を行うようにしている。
【0004】このような装置では、真空処理室とロード
ロック室とを1対1で接続する場合に比べて、複数の真
空処理室に対して搬送アームを共通化しているので構成
上有利であり、また各真空処理室で異なる処理を行うよ
うに構成し、1枚のウエハについて連続処理を行えば、
スループットが向上できるなどの利点もある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで搬送アームが
直線に沿って進退する構成であるため、各真空処理室及
びカセット室を搬送アームの回転中心に対して放射状に
配列しなければならないが、周方向に配列される各室間
にはスペースがあるといっても、このスペースは現実に
はデッドスペースであって、他の装置を配置することは
できず、従って装置全体の実際上の占有空間は非常に広
いものであり、高価なクリーンルーム内で使用すること
からすれば、搬送アームの共通化を図っている割にはス
ペース的にはあまり大きなメリットがなかった。
【0006】また搬送アームは回転する構造であるた
め、搬送室の底部に回転軸の軸受けが必要となり、搬送
アームの駆動時にこの軸受けからパーティクルが発生し
やすくなるが、デバイスの微細化に伴い、こうしたパー
ティクルの除去対策も必要である。
【0007】本発明は、このような事情のもとになされ
たものであり、その目的は、真空処理室や容器載置室の
配置のレイアウトの自由度が大きく、スペース効率の高
い真空処理装置を提供することにある。
【0008】本発明の他の目的は、減圧雰囲気とされる
搬送室内の搬送手段の駆動時におけるパーティクルの飛
散を抑えることのできる真空処理装置を提供することに
ある。
【0009】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、減圧
雰囲気とされる気密構造の搬送室と、この搬送室に搬出
入口を介して気密に接続された予備真空室と、前記搬送
室に搬出入口を介して気密に接続された複数の真空処理
室と、前記搬送室内に設けられると共に各々独立して水
平方向に回動される少なくとも3本の搬送アームを備
え、前記予備真空室及び真空処理室間で被処理体を搬送
するための搬送手段と、を有してなることを特徴とす
る。
【0010】
【作用】請求項1の発明によれば、搬送アームによる被
処理体の搬送経路をアームのストローク範囲であれば自
由に選択できる。従って真空処理室の搬出入口や予備真
空室例えば容器載置室の搬出入口の向きと搬送アームと
の位置関係の自由度が大きいので、例えば搬送室の一辺
に沿って真空処理室の搬出入口を横に並べることもで
き、スペース効率を高めることができる。
【0011】請求項4の発明によれば、搬送手段の駆動
モータを大気側とは気密に区画されたケース部内に収納
しているため回動軸の軸受け部に磁性流体シールが不要
になる。そして搬送手段として多関節アームを用いる場
合、請求項5の発明のように関節部の軸受け部の内部を
吸引路及びケース部内を介して、また回動軸の軸受け部
をケース部内を介して真空排気することにより軸受け部
からのパーティクルの発生を防止でき、請求項6の発明
のようにラビリンスシールを形成したり、請求項7の発
明のように不活性ガスを連続させればパーティクルの飛
散をより確実に防止できる。
【0012】
【実施例】図1及び図2は、夫々本発明の実施例の全体
構成を示す一部破断斜視図及び平面図である。図中2は
搬送室であり、この搬送室2は、直方体形状に形成され
た気密構造のチャンバよりなる。この搬送室2には、一
方の長辺に沿って2個のウエハの搬出入口31、31が
側壁に形成されており、ウエハカセットCが載置される
気密構造の2個のカセット室3A、3Bが夫々前記搬出
入口31、31を介して搬送室2に気密に接続されてい
る。
【0013】前記ウエハカセット(以下単にカセットと
いう。)Cは、25枚のウエハを収納する容器であり、
カセット室3A、3Bは、この実施例では容器載置部に
相当する。カセット室3A、3Bの上部には、カセット
Cを取り入れ、取り出しできるように前後に開閉自在な
蓋部32が形成されると共に、内部には図3に示すよう
に、カセットCを間欠的に昇降させるための昇降機構3
3が設けられ、また底部には排気管34が接続されてい
る。この排気管34はバルブV1を介して真空ポンプ3
4a例えばドライポンプに接続されている。
【0014】更に前記搬送室2には、他方の長辺に沿っ
て2個のウエハの搬出入口41、41が側壁に形成され
ており、これら搬出入口41、41を介して2個の真空
処理室、例えばマグネットを用いたプラズマエッチング
を行うための真空処理室4A、4Bが搬送室2に気密に
接続されている。またこの例では、搬送室2の短辺側に
も真空処理室4Cが搬出入口41を介して気密に接続さ
れている。なおカセット室3A、3Bの各搬出入口3
1、及び真空処理室4A〜4Cの各搬出入口には、ゲー
トバルブG(符号共通)が設けられている。
【0015】前記真空処理室4A(4B、4C)には、
図3に示すようにサセプタを兼用する下部電極42、上
部電極43が設けられると共に処理ガス供給管44及び
排気管45が接続されている。上部電極43の上方に
は、マグネット収納用の筐体46が真空処理室とは分割
されて設けられており、この中には真空処理室4A(4
B、4C)内に磁場を形成するマグネット47及び磁場
漏洩防止用のマグネット48がモータ49で回転される
ように配設されている。
【0016】前記搬送室2内には、前記カセット室3
A、3B及び真空処理室4A〜4C間でウエハWを搬送
するための搬送手段5が設けられている。前記搬送手段
5は、各々独立して水平方向に回動される3本の搬送ア
ーム51、52、53を備えた多関節アームよりなり、
下段の搬送アーム51は、図4に示すように搬送室の下
部に設けられた駆動部6より伸びる回動軸61に取り付
けられている。搬送室2の底面部には、搬送アーム51
の取り付け用の穴が形成されており、この穴を覆うよう
にフランジ部62が前記底面部に対して着脱自在に設け
られている。
【0017】前記フランジ部62の中央部には下方側に
伸びる円筒部63が形成され、この円筒部63の内壁と
回動軸61との間には、軸受け部64が介装されてい
る。また前記フランジ部62の下方側には、気密構造の
円筒状のケース部65が取り付けられ、ケース部65内
の空間は大気側と気密に区画されている。
【0018】前記駆動部6は、前記3本の搬送アーム5
1〜53に対応して3個の駆動モータを備えており、ま
た前記回動軸61の内部には、上段及び中段の搬送アー
ム52、53を夫々独立して駆動するための回動軸(図
示せず)が設けられている。そして上段及び中段の搬送
アーム52、53の間には、上段の搬送アーム53を回
動させる回動軸53a及び軸受け部53bが設けられる
と共に、中段及び下段の搬送アーム51、52の間に
は、上段の搬送アーム53用の回動軸(図示せず)を内
蔵した、中段の搬送アーム52を回動させる回動軸52
a及び軸受け部52bが設けられている。中段及び下段
の搬送アーム51、52の内部には、駆動部6の駆動に
より上段及び中段の搬送アーム52、53が独立して駆
動されるようにベルトやプーリなどの伝達機構が組み込
まれていると共に、関節部の軸受け部52b、53bで
発生したパーティクルを吸引するための吸引路(点線で
示す)54が形成され、この吸引路54は、前記回動軸
61内を通ってケース部65の内部空間に開口してい
る。
【0019】前記ケース部65には、排気管36が接続
され、この排気管36は、バルブV2を介して前記真空
ポンプ35例えばターボ分子ポンプに接続されている。
従ってバルブV2を開くと、ケース部65の内部空間が
真空排気され、これにより各軸受け部64、52b、5
3bで発生したパーティクルがケース部65の内部空間
を介して排気管36内に排出されることとなる。更に前
記軸受け部64と搬送室2内との間にはラビリンス(迷
路)シールが形成されている。即ち回動軸64と円筒部
63とは、これらの間の間隙が入り込んだ形状となるよ
うに構成されている。
【0020】前記上段の搬送アーム53のウエハ保持部
には、例えばウエハを安定して保持できる3個所の位置
に、摩擦によりパーティクルの発生しにくい材質例えば
フッ素樹脂よりなる突起部55が設けられており、この
ように構成すればウエハを搬送アーム53に保持したと
きにウエハの位置ずれを防止でき、ウエハ自身のダメー
ジもない。
【0021】前記搬送室2には排気管21が接続されて
おり、この排気管21はバルブV3を介して前記真空ポ
ンプ35に接続されている。また前記搬送室2内には、
ウエハを一時的に載置するための昇降自在なバッファス
テージ22と、ウエハのオリエンテーションフラット
(以下「オリフラ」という。)の向き及び中心位置を合
わせるための位置合わせ機構7とが配置されている(図
1及び図2参照)。この位置合わせ機構7は、X、Y、
Z及びθ方向に移動可能な回転ステージ71、及びウエ
ハの周縁部を光学的に検出する発受光部72などを備え
ている。
【0022】また前記搬送室2内には、図1及び図2に
示すように不活性ガス例えば窒素ガスを供給するための
不活性ガス供給管23が前記下段の搬送アーム51の回
動中心付近の上方位置まで延び出して配管されており、
この不活性ガス供給管23の先端部には,例えば焼結金
属よりなる不活性ガス供給部24が形成されている。前
記不活性ガス供給管23の基端側は例えば窒素ガス供給
源25に接続されている。
【0023】次に上述実施例の作用について述べる。先
ずゲートバルブGを閉じて搬送室2及び真空処理室4A
〜4C内を夫々真空排気する。搬送室2内の真空排気初
期時(粗引き時)には、バルブV2を開いて真空ポンプ
35により排気管36を介してケース部65内を真空排
気すると共に、不活性ガス供給管23より不活性ガス供
給部24を介して不活性ガス例えば窒素ガスを搬送室2
内に供給する。これにより搬送室2内の気体が排気管2
1からの経路に加えて、回転軸61の軸受け部64→ケ
ース部65→排気管36の経路、及び搬送手段5の関節
部の軸受け部52b、53b→吸引路54→ケース部6
5→排気管36の経路で排気される。そして搬送室2内
がある程度減圧された後バルブV2を閉じ、その後は排
気管21を通じて例えば50〜900mTorrの真空
度まで減圧する。
【0024】一方カセット室3A、3Bの蓋32を開
き、被処理体であるウエハWを25枚収納した容器とし
てのカセットCをウエハWが水平になる姿勢で例えば一
方のカセット室3A(搬入用カセット室3A)内の昇降
機構33上に例えばオペレータにより載置すると共に、
他方のカセット室3B(搬出用カセット室3B)内に空
のカセットCを載置し、蓋32を閉じてカセット室3
A、3B内を搬送室2内と同じ程度の真空度まで真空排
気した後、カセット室3A、3BのゲートバルブGを開
く。次いで搬送手段5の搬送アーム51が搬出入口31
を介してカセット室3AのカセットC内に進入し、ウエ
ハWを受け取る。この場合昇降機構33を間欠的に降下
させてカセットCから1枚づつウエハWから搬出され、
ウエハWは、搬送アーム53の先端部の保持部の3つの
突起部54により保持される。
【0025】搬送アーム53はカセットCから受け取っ
たウエハWを位置合わせ機構7の回転ステージ71上に
載置して、例えば発受光部72によりウエハWの周縁を
検出し、その結果にもとづき回転ステージ71を動かし
てウエハWのオリフラの向き及び中心の位置合わせを行
う。続いてこのウエハWを搬送手段5により搬出入口4
1を介して例えば真空処理室4A内に搬入する。真空処
理室4A内では、サセプタ42に組み合わされた図示し
ない昇降ピンの昇降動作を介してウエハがサセプタ42
上に載置され、サセプタ42及び上部電極43間の高周
波電力とマグネット47の磁場とのエネルギーにより得
られたプラズマによってエッチングされる。
【0026】カセットC内のウエハWは、上述のような
搬送工程により例えば各真空処理室3A〜3Cに分配さ
れ、並行して真空処理、例えばプラズマエッチングが行
われる。処理済みのウエハWは搬送手段5により例えば
他方のカセット室3BのカセットC内に受け渡される
が、次に処理されるべきウエハWは、真空処理室3A〜
3Cで処理が行われている間に位置合わせを行ってバッ
ファステージ22上で待機している。
【0027】そして搬送手段5が駆動されている間はバ
ルブV2を開いてケース部65内を真空排気して既述の
ように軸受け部64、52b、53bより吸引すると共
に不活性ガス供給部24より例えば窒素ガスを搬送室2
内に供給する。この不活性ガス供給部24は搬送手段5
の回転軸61の上方付近にあるため、前記窒素ガスは主
として軸受け部64、52b、53bより既述の経路で
ケース部65内に流れ込む。
【0028】上述の実施例によれば、搬送室2内に、各
々独立して水平に移動自在な3本の搬送アーム51〜5
3を備えた多関節アームよりなる搬送手段5を設けてい
るため、搬送手段5の水平姿勢のとり得る自由度が大き
く、搬送アーム51〜53によるウエハの搬送経路をア
ームのストローク範囲内であれば自由に選択できる。従
って真空処理室4A〜4Cの夫々の搬出入口41及びカ
セット室3A、3Bの夫々の搬出入口31の向きと搬送
手段5との位置関係の自由度が大きいので、搬送室2を
直方体形状に形成し、その一辺に沿って真空処理室4
A、4Bの搬出入口41、41を並べると共に、カセッ
ト室3A、3Bの搬出入口31、31を並べることがで
きる。このことは換言すれば、搬送室2の形状、真空処
理室4A〜4C及びカセット室3A、3Bの配置のレイ
アウトの自由度が大きいことであり、四角形の搬送室2
の周りに上述のように真空処理室4A〜4C及びカセッ
ト室3A、3Bを配置することにより、搬送手段の回転
中心に対して放射状に真空処理室やカセット室を放射状
に並べていた場合に比べて、装置の配置スペースが狭く
て済み、複数の真空処理室を組み合わせた装置を高価な
クリーンルーム内に設置するにあたって非常に有効であ
る。更に各室の配置のレイアウトの自由度が大きいこと
から搬送距離を短くすることもできるため、スループッ
トの向上が図れる。
【0029】また搬送手段5の駆動部6をなす駆動モー
タを大気側とは気密に区画されたケース部65内に収納
しているので回動軸61の軸受け部64として磁性流体
シールなどが不要になる。そして搬送手段5の軸受け部
64、52b、53bを掃気し、しかも搬送手段2の上
方近傍から不活性ガスを供給して各軸受け部64、52
b、53bの外から内へ気流を形成しかつラビリンスシ
ールを形成しているため、搬送手段5の駆動に伴って軸
受け部から発生したパーティクルの搬送室2内への飛散
を防止することができ、微細パターン化する半導体デバ
イスの製造装置として極めて有効である。なお不活性ガ
スとして用いるガスは窒素ガスに限らずアルゴンガスや
ヘリウムガスなどであってもよい。
【0030】そしてまた搬送室2内にバッファステージ
22を設ければ、次のウエハを位置合わせを終えてここ
に待機させておくことができるなど搬送の効率化を図る
ことができ、スループットが向上する。この場合搬送中
のウエハとバッファステージ22上のウエハとが高さ方
向に干渉しないようにバッファステージ22を上昇ある
いは下降させるようにすれば、真空処理室からカセット
Cへウエハを搬送する搬送路の近くにバッファステージ
22を設けることができる。なお位置合わせ機構7を2
個用意してこれらをバッファステージとして兼用させる
ようにしてもよい。
【0031】更にまた本発明では、上述の実施例の配置
のレイアウトに限らず、例えば図5に示すように平面形
状が長方形の搬送室2の相対向する長辺に2個づつ真空
処理室4A〜4Dを並べると共に相対向する短辺に1個
づつカセット室3A、3Bを並べるなどのレイアウトを
採用することもできる。
【0032】以上において上述の実施例ではカセット室
3A、3Bが請求項1の発明の予備真空室に相当するも
のであるが、この予備真空室としてはカセット室に限ら
ず、1枚だけのウエハを載置するためのロードロック室
や、搬送手段を備えた別の搬送室であってもよい。そし
て真空処理室としてはマグネットを用いたエッチングを
行う処理室に限らず、プラズマCVD、熱CVD、アッ
シング、スパッタリングなどを行う真空処理室であって
もよいし、各真空処理室にて別々の真空処理を行うよう
にしてもよい。なお被処理体としてはウエハに限らずL
CD基板などであってもよい。
【0033】
【発明の効果】請求項1の発明によれば、複数の真空処
理室を搬送室に接続する場合に真空処理室の配置のレイ
アウトの自由度が大きく、真空処理室の搬出入口を搬送
室の一辺に並べて配設できるし(請求項2の発明)、ま
た容器載置室についても配置のレイアウトの自由度が大
きい(請求項3の発明)。
【0034】請求項4の発明によれば、搬送手段の駆動
モータを大気側とは気密に区画されたケース部内に収納
しているので磁性流体シールが不要になる。この場合請
求項5の発明のようにケース部内を真空排気すると共に
多関節アームの関節部の内部を真空排気すれば、軸受け
部からのパーティクルのは発生を抑えることができ、更
にラビリンスシールを施したり(請求項6の発明)、搬
送室内に不活性ガスを通流させてケース部を介して排気
すれば(請求項7の発明)、より一層搬送室内へのパー
ティクルの飛散を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例の全体構成を示す一部破断斜視
図である。
【図2】本発明の実施例の全体構成を示す平面図であ
る。
【図3】本発明の実施例の全体構成を示す断面図であ
る。
【図4】搬送手段及びその駆動部を示す縦断側面図であ
る。
【図5】本発明の他の実施例を示す平面図である。
【図6】従来の真空処理装置を示す平面図である。
【符号の説明】
2 搬送室 24 不活性ガス供給部 3A、3B カセット室 31、41 搬出入口 35 真空ポンプ 4A〜4C 真空処理室 5 搬送手段 51〜53 搬送アーム 52a、53a、63 回転軸 52b、53b、64 軸受け部 6 駆動部 65 ケース部
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成14年1月23日(2002.1.2
3)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正内容】
【書類名】 明細書
【発明の名称】 真空処理装置
【特許請求の範囲】
【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、真空処理装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】半導体を製造するための真空処理装置の
中には、エッチング、成膜処理、アッシング、及びスパ
ッタリングなど種々の装置があり、また装置のタイプと
しても枚葉式及びバッチ式のものがある。この種の半導
体製造装置は、半導体の高集積化、高スループット化に
対応するため種々の工夫、改良がなされ、例えば枚葉式
の真空処理装置については、複数の真空処理室を共通の
搬送室に接続し、共通の入出力ポートから各真空処理室
に搬送する装置も知られている。
【0003】図6はこのような装置を示す図であり、進
退自在及び回転自在な搬送アーム11を備えた搬送室1
2に複数の真空処理室13及びカセット室14を、搬送
アーム11の回転中心に対して放射状に接続して真空処
理装置が構成され、半導体ウエハ(以下ウエハという)
を例えば25枚収納したウエハカセット10をカセット
室14内に搬入し、この中を減圧した後搬送アーム11
によりウエハカセット10内のウエハを順次真空処理室
13内に搬送し、例えば各真空処理室13内で並行して
ウエハの処理を行うようにしている。
【0004】このような装置では、真空処理室とロード
ロック室とを1対1で接続する場合に比べて、複数の真
空処理室に対して搬送アームを共通化しているので構成
上有利であり、また各真空処理室で異なる処理を行うよ
うに構成し、1枚のウエハについて連続処理を行えば、
スループットが向上できるなどの利点もある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで搬送アームが
直線に沿って進退する構成であるため、各真空処理室及
びカセット室を搬送アームの回転中心に対して放射状に
配列しなければならないが、周方向に配列される各室間
にはスペースがあるといっても、このスペースは現実に
はデッドスペースであって、他の装置を配置することは
できず、従って装置全体の実際上の占有空間は非常に広
いものであり、高価なクリーンルーム内で使用すること
からすれば、搬送アームの共通化を図っている割にはス
ペース的にはあまり大きなメリットがなかった。
【0006】また搬送アームは回転する構造であるた
め、搬送室の底部に回転軸の軸受けが必要となり、搬送
アームの駆動時にこの軸受けからパーティクルが発生し
やすくなるが、デバイスの微細化に伴い、こうしたパー
ティクルの除去対策も必要である。
【0007】本発明は、このような事情のもとになされ
たものであり、その目的は、真空処理室やカセット室
配置のレイアウトの自由度が大きく、スペース効率の高
い真空処理装置を提供することにある。
【0008】本発明の他の目的は、減圧雰囲気とされる
搬送室内の搬送手段の駆動時におけるパーティクルの飛
散を抑えることのできる真空処理装置を提供することに
ある。
【0009】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、平面
的に見て矩形に形成され、真空雰囲気とされる気密構造
の搬送室と、この搬送室に搬出入口を介して気密に接続
された予備真空室と、前記搬送室の一辺に、各々搬出入
口を介して気密に横に並べて接続された複数の真空処理
室と、前記一辺と対向する他辺に、各々搬出入口を介し
て気密に横に並べて接続された複数の真空処理室と、前
記搬送室内に設けられると共に水平方向に回動される関
節型アームを備え、前記予備真空室及び真空処理室間で
被処理体を搬送するための搬送手段と、前記搬送室内を
真空排気するための真空排気手段と、を備えたことを特
徴とする。
【0010】本発明によれば、搬送アームによる被処理
体の搬送経路をアームのストローク範囲であれば自由に
選択できる。従って真空処理室の搬出入口や予備真空室
例えばカセット室の搬出入口の向きと搬送アームとの位
置関係の自由度が大きいので、搬送室の一辺及び他辺
沿って真空処理室の搬出入口を横に並べることでき、
スペース効率を高めることができる。
【0011】また搬送手段の駆動モータを大気側とは気
密に区画されたケース部内に収納すれば回動軸の軸受け
部に磁性流体シールが不要になる。そして搬送手段とし
て多関節アームを用いる場合、関節部の軸受け部の内部
を吸引路及びケース部内を介して、また回動軸の軸受け
部をケース部内を介して真空排気することにより軸受け
部からのパーティクルの発生を防止できる。
【0012】
【実施例】図1及び図2は、夫々後述の実施例の要部を
説明するための参考例の全体構成を示す一部破断斜視図
及び平面図である。図中2は搬送室であり、この搬送室
2は、直方体形状に形成された気密構造のチャンバより
なる。この搬送室2には、一方の長辺に沿って2個のウ
エハの搬出入口31、31が側壁に形成されており、ウ
エハカセットCが載置される気密構造の2個のカセット
室3A、3Bが夫々前記搬出入口31、31を介して搬
送室2に気密に接続されている。
【0013】前記ウエハカセット(以下単にカセットと
いう。)Cは、25枚のウエハを収納する容器であり、
カセット室3A、3Bは、この実施例では容器載置部に
相当する。カセット室3A、3Bの上部には、カセット
Cを取り入れ、取り出しできるように前後に開閉自在な
蓋部32が形成されると共に、内部には図3に示すよう
に、カセットCを間欠的に昇降させるための昇降機構3
3が設けられ、また底部には排気管34が接続されてい
る。この排気管34はバルブV1を介して真空ポンプ3
4a例えばドライポンプに接続されている。
【0014】更に前記搬送室2には、他方の長辺に沿っ
て2個のウエハの搬出入口41、41が側壁に形成され
ており、これら搬出入口41、41を介して2個の真空
処理室、例えばマグネットを用いたプラズマエッチング
を行うための真空処理室4A、4Bが搬送室2に気密に
接続されている。またこの例では、搬送室2の短辺側に
も真空処理室4Cが搬出入口41を介して気密に接続さ
れている。なおカセット室3A、3Bの各搬出入口3
1、及び真空処理室4A〜4Cの各搬出入口には、ゲー
トバルブG(符号共通)が設けられている。
【0015】前記真空処理室4A(4B、4C)には、
図3に示すようにサセプタを兼用する下部電極42、上
部電極43が設けられると共に処理ガス供給管44及び
排気管45が接続されている。上部電極43の上方に
は、マグネット収納用の筐体46が真空処理室とは分割
されて設けられており、この中には真空処理室4A(4
B、4C)内に磁場を形成するマグネット47及び磁場
漏洩防止用のマグネット48がモータ49で回転される
ように配設されている。
【0016】前記搬送室2内には、前記カセット室3
A、3B及び真空処理室4A〜4C間でウエハWを搬送
するための搬送手段5が設けられている。前記搬送手段
5は、各々独立して水平方向に回動される3本の搬送ア
ーム51、52、53を備えた多関節アームよりなり、
下段の搬送アーム51は、図4に示すように搬送室の下
部に設けられた駆動部6より伸びる回動軸61に取り付
けられている。搬送室2の底面部には、搬送アーム51
の取り付け用の穴が形成されており、この穴を覆うよう
にフランジ部62が前記底面部に対して着脱自在に設け
られている。
【0017】前記フランジ部62の中央部には下方側に
伸びる円筒部63が形成され、この円筒部63の内壁と
回動軸61との間には、軸受け部64が介装されてい
る。また前記フランジ部62の下方側には、気密構造の
円筒状のケース部65が取り付けられ、ケース部65内
の空間は大気側と気密に区画されている。
【0018】前記駆動部6は、前記3本の搬送アーム5
1〜53に対応して3個の駆動モータを備えており、ま
た前記回動軸61の内部には、上段及び中段の搬送アー
ム52、53を夫々独立して駆動するための回動軸(図
示せず)が設けられている。そして上段及び中段の搬送
アーム52、53の間には、上段の搬送アーム53を回
動させる回動軸53a及び軸受け部53bが設けられる
と共に、中段及び下段の搬送アーム51、52の間に
は、上段の搬送アーム53用の回動軸(図示せず)を内
蔵した、中段の搬送アーム52を回動させる回動軸52
a及び軸受け部52bが設けられている。中段及び下段
の搬送アーム51、52の内部には、駆動部6の駆動に
より上段及び中段の搬送アーム52、53が独立して駆
動されるようにベルトやプーリなどの伝達機構が組み込
まれていると共に、関節部の軸受け部52b、53bで
発生したパーティクルを吸引するための吸引路(点線で
示す)54が形成され、この吸引路54は、前記回動軸
61内を通ってケース部65の内部空間に開口してい
る。
【0019】前記ケース部65には、排気管36が接続
され、この排気管36は、バルブV2を介して前記真空
ポンプ35例えばターボ分子ポンプに接続されている。
従ってバルブV2を開くと、ケース部65の内部空間が
真空排気され、これにより各軸受け部64、52b、5
3bで発生したパーティクルがケース部65の内部空間
を介して排気管36内に排出されることとなる。更に前
記軸受け部64と搬送室2内との間にはラビリンス(迷
路)シールが形成されている。即ち回動軸64と円筒部
63とは、これらの間の間隙が入り込んだ形状となるよ
うに構成されている。
【0020】前記上段の搬送アーム53のウエハ保持部
には、例えばウエハを安定して保持できる3個所の位置
に、摩擦によりパーティクルの発生しにくい材質例えば
フッ素樹脂よりなる突起部55が設けられており、この
ように構成すればウエハを搬送アーム53に保持したと
きにウエハの位置ずれを防止でき、ウエハ自身のダメー
ジもない。
【0021】前記搬送室2には排気管21が接続されて
おり、この排気管21はバルブV3を介して前記真空ポ
ンプ35に接続されている。また前記搬送室2内には、
ウエハを一時的に載置するための昇降自在なバッファス
テージ22と、ウエハのオリエンテーションフラット
(以下「オリフラ」という。)の向き及び中心位置を合
わせるための位置合わせ機構7とが配置されている(図
1及び図2参照)。この位置合わせ機構7は、X、Y、
Z及びθ方向に移動可能な回転ステージ71、及びウエ
ハの周縁部を光学的に検出する発受光部72などを備え
ている。
【0022】また前記搬送室2内には、図1及び図2に
示すように不活性ガス例えば窒素ガスを供給するための
不活性ガス供給管23が前記下段の搬送アーム51の回
動中心付近の上方位置まで延び出して配管されており、
この不活性ガス供給管23の先端部には,例えば焼結金
属よりなる不活性ガス供給部24が形成されている。前
記不活性ガス供給管23の基端側は例えば窒素ガス供給
源25に接続されている。
【0023】次に上述の例の作用について述べる。先ず
ゲートバルブGを閉じて搬送室2及び真空処理室4A〜
4C内を夫々真空排気する。搬送室2内の真空排気初期
時(粗引き時)には、バルブV2を開いて真空ポンプ3
5により排気管36を介してケース部65内を真空排気
すると共に、不活性ガス供給管23より不活性ガス供給
部24を介して不活性ガス例えば窒素ガスを搬送室2内
に供給する。これにより搬送室2内の気体が排気管21
からの経路に加えて、回転軸61の軸受け部64→ケー
ス部65→排気管36の経路、及び搬送手段5の関節部
の軸受け部52b、53b→吸引路54→ケース部65
→排気管36の経路で排気される。そして搬送室2内が
ある程度減圧された後バルブV2を閉じ、その後は排気
管21を通じて例えば50〜900mTorrの真空度
まで減圧する。
【0024】一方カセット室3A、3Bの蓋32を開
き、被処理体であるウエハWを25枚収納した容器とし
てのカセットCをウエハWが水平になる姿勢で例えば一
方のカセット室3A(搬入用カセット室3A)内の昇降
機構33上に例えばオペレータにより載置すると共に、
他方のカセット室3B(搬出用カセット室3B)内に空
のカセットCを載置し、蓋32を閉じてカセット室3
A、3B内を搬送室2内と同じ程度の真空度まで真空排
気した後、カセット室3A、3BのゲートバルブGを開
く。次いで搬送手段5の搬送アーム51が搬出入口31
を介してカセット室3AのカセットC内に進入し、ウエ
ハWを受け取る。この場合昇降機構33を間欠的に降下
させてカセットCから1枚づつウエハWから搬出され、
ウエハWは、搬送アーム53の先端部の保持部の3つの
突起部54により保持される。
【0025】搬送アーム53はカセットCから受け取っ
たウエハWを位置合わせ機構7の回転ステージ71上に
載置して、例えば発受光部72によりウエハWの周縁を
検出し、その結果にもとづき回転ステージ71を動かし
てウエハWのオリフラの向き及び中心の位置合わせを行
う。続いてこのウエハWを搬送手段5により搬出入口4
1を介して例えば真空処理室4A内に搬入する。真空処
理室4A内では、サセプタ42に組み合わされた図示し
ない昇降ピンの昇降動作を介してウエハがサセプタ42
上に載置され、サセプタ42及び上部電極43間の高周
波電力とマグネット47の磁場とのエネルギーにより得
られたプラズマによってエッチングされる。
【0026】カセットC内のウエハWは、上述のような
搬送工程により例えば各真空処理室3A〜3Cに分配さ
れ、並行して真空処理、例えばプラズマエッチングが行
われる。処理済みのウエハWは搬送手段5により例えば
他方のカセット室3BのカセットC内に受け渡される
が、次に処理されるべきウエハWは、真空処理室3A〜
3Cで処理が行われている間に位置合わせを行ってバッ
ファステージ22上で待機している。
【0027】そして搬送手段5が駆動されている間はバ
ルブV2を開いてケース部65内を真空排気して既述の
ように軸受け部64、52b、53bより吸引すると共
に不活性ガス供給部24より例えば窒素ガスを搬送室2
内に供給する。この不活性ガス供給部24は搬送手段5
の回転軸61の上方付近にあるため、前記窒素ガスは主
として軸受け部64、52b、53bより既述の経路で
ケース部65内に流れ込む。
【0028】上述のによれば、搬送室2内に、各々独
立して水平に移動自在な3本の搬送アーム51〜53を
備えた多関節アームよりなる搬送手段5を設けているた
め、搬送手段5の水平姿勢のとり得る自由度が大きく、
搬送アーム51〜53によるウエハの送経路をアームの
ストローク範囲内であれば自由に選択できる。従って真
空処理室4A〜4Cの夫々の搬出入口41及びカセット
室3A、3Bの夫々の搬出入口31の向きと搬送手段5
との位置関係の自由度が大きいので、搬送室2を直方体
形状に形成し、その一辺に沿って真空処理室4A、4B
の搬出入口41、41を並べると共に、カセット室3
A、3Bの搬出入口31、31を並べることができる。
このことは換言すれば、搬送室2の形状、真空処理室4
A〜4C及びカセット室3A、3Bの配置のレイアウト
の自由度が大きいことであり、四角形の搬送室2の周り
に上述のように真空処理室4A〜4C及びカセット室3
A、3Bを配置することにより、搬送手段の回転中心に
対して放射状に真空処理室やカセット室を放射状に並べ
ていた場合に比べて、装置の配置スペースが狭くて済
み、複数の真空処理室を組み合わせた装置を高価なクリ
ーンルーム内に設置するにあたって非常に有効である。
更に各室の配置のレイアウトの自由度が大きいことから
搬送距離を短くすることもできるため、スループットの
向上が図れる。
【0029】また搬送手段5の駆動部6をなす駆動モー
タを大気側とは気密に区画されたケース部65内に収納
しているので回動軸61の軸受け部64として磁性流体
シールなどが不要になる。そして搬送手段5の軸受け部
64、52b、53bを掃気し、しかも搬送手段2の上
方近傍から不活性ガスを供給して各軸受け部64、52
b、53bの外から内へ気流を形成しかつラビリンスシ
ールを形成しているため、搬送手段5の駆動に伴って軸
受け部から発生したパーティクルの搬送室2内への飛散
を防止することができ、微細パターン化する半導体デバ
イスの製造装置として極めて有効である。なお不活性ガ
スとして用いるガスは窒素ガスに限らずアルゴンガスや
ヘリウムガスなどであってもよい。
【0030】そしてまた搬送室2内にバッファステージ
22を設ければ、次のウエハを位置合わせを終えてここ
に待機させておくことができるなど搬送の効率化を図る
ことができ、スループットが向上する。この場合搬送中
のウエハとバッファステージ22上のウエハとが高さ方
向に干渉しないようにバッファステージ22を上昇ある
いは下降させるようにすれば、真空処理室からカセット
Cへウエハを搬送する搬送路の近くにバッファステージ
22を設けることができる。なお位置合わせ機構7を2
個用意してこれらをバッファステージとして兼用させる
ようにしてもよい。
【0031】ここで図5は、本発明の実施の形態を示す
図であり、平面形状が長方形の搬送室2の相対向する長
辺に2個づつ真空処理室4A〜4Dを並べると共に相対
向する短辺に1個づつカセット室3A、3Bを並べるレ
イアウトを採用したものである。
【0032】以上において真空処理室としてはマグネッ
トを用いたエッチングを行う処理室に限らず、プラズマ
CVD、熱CVD、アッシング、スパッタリングなどを
行う真空処理室であってもよいし、各真空処理室にて別
々の真空処理を行うようにしてもよい。なお被処理体と
してはウエハに限らずLCD基板などであってもよい。
【0033】
【発明の効果】本発明によれば、複数の真空処理室を搬
送室に接続する場合に真空処理室の配置のレイアウトの
自由度が大きく、また予備真空室についても配置のレイ
アウトの自由度が大きく、スペース効率が高い
【0034】更に搬送手段の駆動モータを大気側とは気
密に区画されたケース部内に収納しているので磁性流体
シールが不要になる。この場合ケース部内を真空排気す
ると共に多関節アームの関節部の内部を真空排気すれ
ば、軸受け部からのパーティクルのは発生を抑えること
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例の全体構成を示す一部破断斜視
図である。
【図2】本発明の実施例の全体構成を示す平面図であ
る。
【図3】本発明の実施例の全体構成を示す断面図であ
る。
【図4】搬送手段及びその駆動部を示す縦断側面図であ
る。
【図5】本発明の他の実施例を示す平面図である。
【図6】従来の真空処理装置を示す平面図である。
【符号の説明】 2 搬送室 24 不活性ガス供給部 3A、3B カセット室 31、41 搬出入口 35 真空ポンプ 4A〜4C 真空処理室 5 搬送手段 51〜53 搬送アーム 52a、53a、63 回転軸 52b、53b、64 軸受け部 6 駆動部 65 ケース部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 孝治 東京都港区赤坂五丁目3番6号 TBS放 送センター 東京エレクトロン株式会社内 (72)発明者 石原 保正 東京都港区赤坂五丁目3番6号 TBS放 送センター 東京エレクトロン株式会社内 (72)発明者 青柳 稔 東京都港区赤坂五丁目3番6号 TBS放 送センター 東京エレクトロン株式会社内 Fターム(参考) 5F031 CA02 CA05 DA01 DA17 EA14 EA19 FA01 FA02 FA07 FA11 FA12 GA10 GA13 GA43 GA45 GA47 JA02 JA28 JA34 KA11 KA13 LA01 MA03 MA07 MA28 MA29 MA32 NA04 NA05 NA09 NA14 NA20

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 減圧雰囲気とされる気密構造の搬送室
    と、 この搬送室に搬出入口を介して気密に接続された予備真
    空室と、 前記搬送室に搬出入口を介して気密に接続された複数の
    真空処理室と、 前記搬送室内に設けられると共に各々独立して水平方向
    に回動される少なくとも3本の搬送アームを備え、前記
    予備真空室及び真空処理室間で被処理体を搬送するため
    の搬送手段と、 を有してなることを特徴とする真空処理装置。
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