JP2005317656A - 真空処理装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】従来に較べて真空チャンバ内におけるガスの発生やパーティクルの発生を抑制することができ、良好な真空処理を行うことのできる真空処理装置を提供する。
【解決手段】搬送機構５０は、真空搬送チャンバ１０の長手方向に沿って移動可能とされた搬送基台５１の上に、回転及び屈伸自在とされた２つの搬送アーム５２、５３を設けて構成されている。搬送基台５１には、この搬送基台５１の動きに応じて屈伸するダクトアーム５４の一端が接続されており、このダクトアーム５４の他端は、真空搬送チャンバ１０のベース部材１０ａに接続されている。ダクトアーム５４の内部は、ケーブル類を収容可能とされ常圧雰囲気とされたケーブル類収容部５５となっている。
【選択図】図２

Description

本発明は、真空雰囲気下で例えば半導体ウエハ等の被処理物を搬送し、エッチング処理や成膜処理等の真空処理を行う真空処理装置に関する。
従来から、真空雰囲気下で例えば半導体ウエハ等の被処理物を搬送し、エッチング処理や成膜処理等の真空処理を行う真空処理装置が知られている。このような真空処理装置では、真空チャンバ内に設けられた搬送機構等によって被処理物を真空雰囲気で搬送する必要がある。
このため、例えば、真空チャンバ内に搬送用のアームを配置し、このアームを回転させて駆動するモータを真空チャンバ外に配置し、回転軸の周囲を磁性流体シール等によって真空シールすることが行われている。
また、例えば、上記の搬送用のアームに被処理物の有無を検出するためのセンサを設ける場合等は、搬送用のアームの動作の邪魔にならないように真空チャンバ内に電気ケーブルを設け、真空シール部を介してこの電気ケーブルを真空チャンバ外に導出することが行われていた（例えば、特許文献１参照）。
特開平9-314485（第１−４図、第３−４頁）
上述した従来の技術では、真空雰囲気とされる真空チャンバ内に、電力を供給するための電気ケーブルが配置されるため、この電気ケーブルからガスが発生したり、電気ケーブルが搬送アーム等の移動に伴って曲折されて電気ケーブルからパーティクルが発生し、これらのガスやパーティクルが被処理物の処理に悪影響を与え、良好な真空処理を行えないという問題があった。
本発明は上述した課題を解決するためになされたもので、真空チャンバ内におけるガスの発生やパーティクルの発生を抑制することができ、従来に較べて良好な真空処理を行うことのできる真空処理装置を提供しようとするものである。
請求項１記載の真空処理装置は、真空雰囲気内で被処理物を搬送し、真空処理を施す真空処理装置であって、内部を真空雰囲気に設定可能とされた真空チャンバと、前記真空チャンバ内で移動するとともに、常圧雰囲気に設定可能な気密室が内部に形成された移動体と、前記移動体の上部に設けられ、前記被処理物を支持して搬送する搬送アームと、ケーブル類を収容可能とされ常圧雰囲気とされた収容部が内部に形成されるとともに、前記移動体に一端が接続され、他端が前記真空チャンバに係止され、かつ、前記収容部と前記気密室とが連通され、前記移動体の動きに応じて屈伸するアーム機構とを具備したことを特徴とする。
また、請求項２記載の真空処理装置は、前記被処理物が、前記移動体の移動と、前記搬送アームの動作によって搬送されることを特徴とする。
また、請求項３記載の真空処理装置は、前記移動体が直線状に移動可能とされたことを特徴とする。
また、請求項４記載の真空処理装置は、前記移動体の移動路に沿って、前記被処理物に真空処理を施すプロセスチャンバが配設されていることを特徴とする。
また、請求項５記載の真空処理装置は、前記収容部内に、電気ケーブル、吸排気用チューブ、温調媒体循環用チューブのうちの少なくともいずれか１つが収容されていることを特徴とする。
本発明の真空処理装置によれば、真空チャンバ内におけるガスの発生やパーティクルの発生を抑制することができ、従来に較べて良好な真空処理を行うことができる。
以下、本発明の詳細を、図面を参照して一実施形態について説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る真空処理装置の全体構成を示すものである。同図に示すように、真空処理装置１の中央部分には、真空搬送チャンバ１０が設けられており、この真空搬送チャンバ１０に沿って、その周囲には、合計６個の真空処理チャンバ（プロセスチャンバ）１１〜１６が配設されている。
真空搬送チャンバ１０の手前側（図中下側）には、２つのロードロック室１７が設けられ、これらのロードロック室１７のさらに手前側（図中下側）には、大気中で半導体ウエハＷを搬送するための搬送チャンバ１８が設けられている。また、搬送チャンバ１８のさらに手前側（図中下側）には、複数枚の半導体ウエハＷを収容可能とされたカセット又はフープが配置される載置部１９が複数（図１では３つ）設けられており、搬送チャンバ１８の側方（図中左側）には、オリエンテーションフラット或いはノッチにより半導体ウエハＷの位置合せを行う位置合せ機構２０が設けられている。
上記真空搬送チャンバ１０の内部には、図２に示すように、搬送機構５０が配置されている。この搬送機構５０は、図示しないリニアガイドとボールスクリュー等によって、真空搬送チャンバ１０の長手方向に沿って移動可能とされた搬送基台５１の上に、回転及び屈伸自在とされた２つの搬送アーム５２、５３を設けて構成されている。そして、それぞれの搬送アーム５２、５３に半導体ウエハＷを一枚ずつ保持して、各真空処理チャンバ１１〜１６及びロードロック室１７に、半導体ウエハＷを搬入、搬出できるよう構成されている。なお、図２に示された開口部１１ａ〜１６ａは、夫々真空処理チャンバ１１〜１６と図示しない開閉機構を介して接続される接続部分を示している。また同様に、図２に示された開口部１７ａは、ロードロック室１７と図示しない開閉機構を介して接続される接続部分を示している。
また、図３〜５に示すように、上記搬送基台５１には、この搬送基台５１の動きに応じて屈伸するダクトアーム（アーム機構）５４の一端が接続されており、このダクトアーム５４の他端は、真空搬送チャンバ１０のベース部材１０ａに接続されている。なお、図３〜５は、搬送基台５１とダクトアーム５４の構成を分かり易く示すために、搬送基台５１上の搬送アーム５２、５３等の構成を取り除いた状態を示している。
上記ダクトアーム５４は、前半部５４ａと後半部５４ｂを関節部５４ｃで回転可能に接続して構成されており、搬送基台５１との接続部及びベース部材１０ａとの接続部も、回転可能に構成されている。そして、ダクトアーム５４自身は駆動源を持たず、図３〜５に示すように、搬送基台５１が移動すると、その移動に伴って、屈伸するように構成されている。なお、図３は、搬送基台５１が、図１に示した真空処理チャンバ１３，１４側に移動し、ダクトアーム５４が最も伸びた状態を示している。また、図５は、搬送基台５１が、図１に示したロードロック室１７側に移動し、ダクトアーム５４が最も縮んだ状態を示しており、図４は、図３と図５の中間の状態を示している。
また、ダクトアーム５４の前半部５４ａは、後半部５４ｂの上部に位置するように接続されており、ダクトアーム５４が屈曲した状態では、前半部５４ａが、後半部５４ｂの上側に位置するように重なることによって、前半部５４ａと後半部５４ｂとが干渉することなく、折り畳んだ状態になるよう構成されている。
また、ダクトアーム５４の断面構成を表した図６に示すように、上記ダクトアーム５４の内部は、中空となっており、この中空部分は、ケーブル類を収容可能とされ常圧雰囲気とされたケーブル類収容部５５となっている。なお、このケーブル類とは、例えば、電気ケーブル、吸排気用チューブ、温調媒体循環用チューブ等の真空搬送チャンバ１０内と外部とを接続するもののことを表している。このようなのケーブル類を、ダクトアーム５４の内部であるケーブル類収容部５５内に収容することにより、ケーブル類からガスが発生したり、パーティクルが発生して真空搬送チャンバ１０内を汚染することを防止できるようになっている。
搬送基台５１の一部を切り欠いてその内部の構造を表した図７にも示すように、本実施形態では、上記ケーブル類収容部５５内に、複数の電気ケーブル５６が収容されている。これらの電気ケーブル５６は、搬送基台５１内に配置された２つのモータ５７，５８を駆動、制御し、搬送アーム５２、５３によって、半導体ウエハＷを搬送するためのものである。
また、上記モータ５７，５８が配置された搬送基台５１の内部も、真空搬送チャンバ１０内と隔離されて、ダクトアーム５４のケーブル類収容部５５内と同様に、常圧雰囲気とされた気密室とされている。このようにモータ５７，５８を常圧雰囲気下に配置することにより、モータ５７，５８からの熱の発散を促進してモータ５７，５８が過熱されることを防止することができ、また、モータ５７，５８からガスが発生したり、パーティクルが発生して真空搬送チャンバ１０内を汚染することを防止できるようになっている。なお、モータ５７，５８と、搬送アーム５２、５３との間の真空シールは、その回転軸の部分で磁性流体シール等により行われている。
なお、ダクトアーム５４のケーブル類収容部５５内には、上記の電気ケーブル５６の他、例えば、モータ５７，５８を冷却する冷媒を循環させるための温調媒体循環用チューブや、例えば、ボールスクリューとナットの螺合部等の駆動部分（パーティクルの発生する場所）に空気等を供給しつつ排気してパーティクルを排出する機構を設けるための吸排気用チューブ等を収容することができる。
上記構成の本実施形態の真空処理装置１では、載置部１９に載置されたカセット又はフープから搬送チャンバ１８内に設けられた図示しない搬送機構によって半導体ウエハＷを取り出し、位置合せ機構２０に搬送して位置合せした後、ロードロック室１７内に配置する。
そして、搬送機構５０により、半導体ウエハＷをロードロック室１７から各真空処理チャンバ１１〜１６に搬送して所定の処理を施す。また、処理の終了した半導体ウエハＷを、各真空処理チャンバ１１〜１６から、搬送機構５０で搬送して、ロードロック室１７内に配置する。
この時、真空雰囲気とされた真空搬送チャンバ１０内で、搬送基台５１が直線状に移動する。この際、仮に搬送アーム５２、５３を駆動、制御するための電気ケーブル５６等が真空雰囲気とされた真空搬送チャンバ１０内に配置されていると、真空雰囲気下に置かれることによりこの電気ケーブル５６からガスが発生する。また、搬送基台５１の移動に伴って電気ケーブル５６が屈曲し擦れてパーティクルが発生する。このため、真空搬送チャンバ１０内がガスやパーティクルで汚染され、これらが半導体ウエハＷに付着することによって、良好な真空処理を行えなくなる。
一方、本実施形態では、電気ケーブル５６がダクトアーム５４のケーブル類収容部５５内に収容され、ケーブル類収容部５５内は常圧雰囲気とされているので、ガスやパーティクルによって真空搬送チャンバ１０内が汚染されることがなく、半導体ウエハＷに対して良好な真空処理を行うことができる。
以上のようにして、ロードロック室１７内に配置された処理済みの半導体ウエハＷは、この後搬送チャンバ１８内の搬送機構によってロードロック室１７内から取り出され、載置部１９に載置されたカセット又はフープに収容される。
以上説明したとおり、本実施形態の真空処理装置によれば、真空チャンバ内におけるガスの発生やパーティクルの発生を抑制することができ、従来に較べて良好な真空処理を行うことができる。
なお、上述した実施形態では、真空搬送チャンバ１０内で水平方向に直線状に移動する搬送基台５１にダクトアーム５４を設けた例について説明したが、本発明はかかる構成のものに限定されるものではなく、例えば、垂直方向に移動するものや、二次元的に移動するものについても同様にして適用することができる。また、上述した実施形態では、ダクトアーム５４自身は駆動源を持たず、搬送基台５１が移動すると、その移動に伴って、ダクトアーム５４が屈伸するように構成した場合について説明したが、ダクトアーム５４自身が駆動源を持ち、その駆動力によって搬送基台５１を移動させるように構成してもよい。
本発明の一実施形態における真空処理装置の全体概略構成を示す図。 図１の真空処理装置の要部概略構成を示す図。 図１の真空処理装置の要部概略構成を示す図。 図１の真空処理装置の要部概略構成を示す図。 図１の真空処理装置の要部概略構成を示す図。 図１の真空処理装置の要部概略構成を示す図。 図１の真空処理装置の要部概略構成を示す図。
符号の説明
１…真空処理装置、１０…真空搬送チャンバ、１１〜１６…真空処理チャンバ、１７…ロードロック室、１８…搬送チャンバ、１９…載置部、２０…位置合せ機構、５０…搬送機構、５１…搬送基台、５２，５３…搬送アーム、５４…ダクトアーム、５５…ケーブル類収容部、Ｗ…半導体ウエハ。

Claims (5)

  1. 真空雰囲気内で被処理物を搬送し、真空処理を施す真空処理装置であって、
    内部を真空雰囲気に設定可能とされた真空チャンバと、
    前記真空チャンバ内で移動するとともに、常圧雰囲気に設定可能な気密室が内部に形成された移動体と、
    前記移動体の上部に設けられ、前記被処理物を支持して搬送する搬送アームと、
    ケーブル類を収容可能とされ常圧雰囲気とされた収容部が内部に形成されるとともに、前記移動体に一端が接続され、他端が前記真空チャンバに係止され、かつ、前記収容部と前記気密室とが連通され、前記移動体の動きに応じて屈伸するアーム機構と
    を具備したことを特徴とする真空処理装置。
  2. 前記被処理物が、前記移動体の移動と、前記搬送アームの動作によって搬送されることを特徴とする請求項１記載の真空処理装置。
  3. 前記移動体が直線状に移動可能とされたことを特徴とする請求項１又は２記載の真空処理装置。
  4. 前記移動体の移動路に沿って、前記被処理物に真空処理を施すプロセスチャンバが配設されていることを特徴とする請求項１乃至３いずれか１項記載の真空処理装置。
  5. 前記収容部内に、電気ケーブル、吸排気用チューブ、温調媒体循環用チューブのうちの少なくともいずれか１つが収容されていることを特徴とする請求項１乃至４いずれか１項記載の真空処理装置。
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