JP2006122825A - Vacuum processing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、真空雰囲気中で薄膜形成、エッチング、熱処理などを行う真空処理装置に関する。 The present invention relates to a vacuum processing apparatus that performs thin film formation, etching, heat treatment, and the like in a vacuum atmosphere.
真空処理装置においては、真空中で被処理物の処理を行う真空容器と、真空容器に着脱自在な蓋部材とが設けられている。蓋部材の真空容器側の表面には、真空処理に必要な部材(例えば、シャワーヘッド)が配置されている。蓋部材は、真空処理のときには真空容器に密着し、真空容器内のメンテナンスおよび蓋部材に配置された部材のメンテナンスのときには、真空容器から離脱される。蓋部材を真空容器に着脱する着脱機構としては、蓋部材を水平方向にスライドするスライド機構と、蓋部材を水平軸を中心として回転させる回転機構とを有するものが知られている(例えば、特許文献1参照)。 In a vacuum processing apparatus, a vacuum container for processing an object to be processed in a vacuum and a lid member that is detachable from the vacuum container are provided. A member (for example, a shower head) necessary for vacuum processing is disposed on the surface of the lid member on the vacuum container side. The lid member is in close contact with the vacuum container during vacuum processing, and is detached from the vacuum container during maintenance in the vacuum container and maintenance of the member disposed on the lid member. As an attachment / detachment mechanism for attaching / detaching the lid member to / from the vacuum container, one having a slide mechanism for sliding the lid member in the horizontal direction and a rotating mechanism for rotating the lid member around the horizontal axis is known (for example, a patent). Reference 1).
特許文献1の真空処理装置では、蓋部材の真空容器側の表面に配置されている部材のメンテナンス中は、蓋部材を真空容器に装着できないので、真空処理が行えず、装置停止時間が長くなるという問題がある。 In the vacuum processing apparatus of Patent Document 1, the lid member cannot be attached to the vacuum container during maintenance of the member arranged on the surface of the lid member on the vacuum container side, so that the vacuum processing cannot be performed and the apparatus stop time becomes long. There is a problem.
(1)請求項1の発明による真空処理装置は、被処理基板を真空処理する真空容器と、真空容器の開口部を開閉する蓋部材と、蓋部材を真空容器に対して着脱自在に並進移動させる昇降機構と、蓋部材に連結された回転軸を回転することにより、蓋部材の表裏を反転させる回転機構とを備え、蓋部材の表裏両面には、同一の真空処理用機器が表裏対称的に配置されていることを特徴とする。
(2)請求項2の発明による真空処理装置は、請求項1の真空処理装置において、蓋部材は、矩形平板状であり、回転軸は、蓋部材の側面の中心軸心に一致しており、蓋部材の回転角度は、180°であることが好ましい。
(3)請求項3の発明による真空処理装置は、請求項1または2の真空処理装置において、被処理基板を真空容器へ投入するとともに、被処理基板を真空容器から処理済みの基板として回収する、大気開放と真空密閉とを切り換え可能な受け渡し室をさらに備えることを特徴とする。
(1) A vacuum processing apparatus according to a first aspect of the present invention is a vacuum vessel that vacuum-processes a substrate to be processed, a lid member that opens and closes an opening of the vacuum vessel, and a translational movement in which the lid member is detachably attached to the vacuum vessel. And a rotating mechanism that inverts the front and back of the lid member by rotating a rotating shaft connected to the lid member. The same vacuum processing equipment is symmetrical on both sides of the lid member. It is characterized by being arranged in.
(2) A vacuum processing apparatus according to a second aspect of the present invention is the vacuum processing apparatus according to the first aspect, wherein the lid member has a rectangular flat plate shape, and the rotation axis coincides with the central axis of the side surface of the lid member. The rotation angle of the lid member is preferably 180 °.
(3) A vacuum processing apparatus according to a third aspect of the present invention is the vacuum processing apparatus according to the first or second aspect, wherein the substrate to be processed is put into a vacuum container and the substrate to be processed is recovered from the vacuum container as a processed substrate. And a delivery chamber that can be switched between open to the atmosphere and sealed in vacuum.
本発明の真空処理装置では、蓋部材の表裏両面に同一の真空処理用機器が表裏対称的に配置されているので、一方の真空処理用機器のメンテナンス中でも他方の真空処理用機器を用いて真空処理を行うことができ、装置停止時間の短縮を図ることができる。 In the vacuum processing apparatus of the present invention, since the same vacuum processing equipment is symmetrically arranged on both the front and back surfaces of the lid member, the vacuum processing equipment is vacuumed using the other vacuum processing equipment even during maintenance of one vacuum processing equipment. Processing can be performed, and the apparatus stop time can be shortened.
以下、本発明の実施の形態による真空処理装置について図1〜3を参照して説明する。
図1は、本発明の実施の形態による真空処理装置の構成を模式的に示す全体構成図であり、図2は、真空処理装置の主要部の外観を模式的に示す斜視図である。図3は、本発明の実施の形態による真空処理装置における蓋部材(上蓋30)の動作を説明する模式図である。図1〜3においては、同じ構成部品には同一符号を付し、XYZ直交座標で方向を表す。
A vacuum processing apparatus according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
FIG. 1 is an overall configuration diagram schematically showing a configuration of a vacuum processing apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a perspective view schematically showing an external appearance of a main part of the vacuum processing apparatus. FIG. 3 is a schematic diagram for explaining the operation of the lid member (upper lid 30) in the vacuum processing apparatus according to the embodiment of the present invention. 1-3, the same code | symbol is attached | subjected to the same component and a direction is represented by XYZ rectangular coordinates.
図1において、真空処理装置100は、ロード/アンロード室10とプラズマ処理室20の2つの室が連結された構成である。ロード/アンロード室10には、装置外部に面してゲートG1が設けられ、ロード/アンロード室10とプラズマ処理室20の境界には、ゲートG2が設けられている。ゲートG1は、基板Wの装置外部への搬出入のときのみロード/アンロード室10を開放し、搬出入以外のときには密閉している。ゲートG2は、基板Wの処理の際には両室内を密閉し、基板Wの搬出入の際には両室内を開放する。
In FIG. 1, a
ロード/アンロード室10内には、基板Wを装置外部から搬入してプラズマ処理室20へ搬送したり、処理済みの基板Wをプラズマ処理室20から搬入して装置外部へ搬出するための搬送ロボット11が配置されている。ロード/アンロード室10は、排気系12とリーク系13に配管接続され、大気開放と真空密閉とが切り換え可能に構成されている。
In the load /
プラズマ処理室20は、上面に開口部Aを有する真空容器20aと開口部Aを開閉する平板状の上蓋30とを備え、上蓋30を真空容器20aの上面に密着させることにより密閉された室となる。真空容器20a内には、基板Wを加熱するためのヒータ21が設置されている。上蓋30の下面(真空容器20a側)および上面には、それぞれプラズマ処理のための真空処理用機器31aおよび31bが対称的に配置されている。すなわち、上蓋30を上下反転させたときに、プラズマ処理室20内で真空処理用機器31aおよび31bが同じ位置になるように配置されている。上蓋30の一方の側面の中央には、回転軸32aが突設され、他方の側面の中央には、回転軸32bが回転軸32aと同軸となるように突設されている。
The
真空処理用機器31aおよび31bは、具体的には、プラズマを形成するためのRF電極、材料ガスなどを装置内に導入するためのガス導入口、蒸着物の付着を防止するための防着板などである。真空処理用機器31aおよび31bは、同一のものであるが、説明の便宜上、異なる符号を付す。プラズマ処理室20は、排気系22とガス導入系23に配管接続されており、所定のガス圧力下で基板Wに対するプラズマ処理、例えば、成膜、エッチング、スパッタリングが行われる。
Specifically, the
図1および図2に示されるように、上蓋30は、昇降フレーム60上に設けられた回転機構50により表裏反転可能に支持されている。昇降フレーム60は、その四隅を4つの昇降機構40によりZ方向に昇降可能に支持されている。昇降機構40は、それぞれ、モータ41と、モータ41の回転力を直線運動の力に変換するマイタギアボックス42と、マイタギアボックス42により昇降運動するネジシャッキ43とを備えている。回転機構50は、ウォーム減速機付きモータ51と、モータ51の出力軸の回転力により回転する回転軸52と、上蓋30の回転軸32aを軸支する軸受部53と、上蓋30の回転軸32bを軸支する軸受部54とを備えている。
As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the
回転軸52は、X方向と平行な軸線を有し、不図示のカップリングを介して回転軸32aに連結されている。回転軸52が回転すると、回転動作Rで示すように、上蓋30も回転軸52廻りに回転する。また、ネジシャッキ43がZ方向に移動すると、昇降動作Mで示すように、上蓋30もZ方向に移動する。すなわち、上蓋30を並進移動させ、真空容器20aに対して着脱させることができる。なお、図1においては、昇降動作Mを分かり易く説明するために、上蓋30を真空容器20aに密着させた状態と、上蓋30を真空容器20aから離脱させた状態(破線で図示)とを併せて示している。
The rotating
符号x1〜x4は、真空処理装置100が稼動しているときの基板Wの移送動作を表す。動作x1は、ゲートG1を基板Wが通過する動作、すなわち、搬送ロボット11により未処理の基板Wを装置外部から大気開放されたロード/アンロード室10へ搬入する動作である。動作x2は、ゲートG2を基板Wが通過する動作、すなわち、搬送ロボット11により未処理の基板Wをロード/アンロード室10からプラズマ処理室20へ搬送する動作である。このとき、ロード/アンロード室10とプラズマ処理室20の両方を同程度の真空または減圧雰囲気とする。
Reference numerals x1 to x4 represent transfer operations of the substrate W when the
動作x3は、ゲートG2を基板Wが通過する動作、すなわち、搬送ロボット11により処理済みの基板Wをプラズマ処理室20からロード/アンロード室10へ逆搬送する動作である。このときも、ロード/アンロード室10とプラズマ処理室20の両方を同程度の真空または減圧雰囲気とする。動作x4は、ゲートG1を基板Wが通過する動作、すなわち、搬送ロボット11により処理済みの基板Wを大気開放されたロード/アンロード室10から装置外部へ搬出する動作である。このような一連の動作により、未処理の基板Wは、処理済みの基板Wとして回収される。
The operation x3 is an operation in which the substrate W passes through the gate G2, that is, an operation in which the substrate W processed by the
図3を参照しながら、プラズマ処理室20をメンテナンスする際の上蓋30の動作について説明する。このメンテナンスには、真空容器20a内部のメンテナンスと上蓋30の真空処理用機器31a,31bのメンテナンスとが含まれる。図2(a)〜(e)の各図は、図1の真空処理装置100を−X方向に向かって見た図であり、昇降機構40や回転機構50などは図示を省略している。
The operation of the
図3(a)では、基板Wのプラズマ処理を既に終了して室外に搬出し、室内を大気圧としている。このとき、上蓋30の下側にプラズマ処理で用いられた真空処理用機器31aが位置し、上蓋30の上側にメンテナンス済みの真空処理用機器31bが位置している。
In FIG. 3A, the plasma treatment of the substrate W has already been completed and carried out of the room, and the room is at atmospheric pressure. At this time, the
図3(b)では、真空容器20aに密着していた上蓋30を昇降機構40による上昇動作M1により+Z方向に並進移動させて真空容器20aから離脱させ、開口部Aを大気開放する。上蓋30の上昇距離は、次の2つの条件を満足するように設定する。1つは、真空容器20a内のヒータ21のメンテナンス作業や真空容器20aの内壁に付着した蒸着物のクリーニング作業に必要な距離、もう1つは、図3(c)で説明するが、上蓋30を表裏反転させるのに必要な距離である。
In FIG. 3B, the
図3(c)では、上蓋30を上昇させて停止させ、回転機構50による回転動作RによりX方向に平行な回転軸52廻りに角度90°回転させる。すなわち、水平状態にあった上蓋30を垂直状態とする。前述したように、回転軸52は、上蓋30の側面中央に突設されている回転軸32aと連結されているので、上蓋30の上昇距離を上蓋30のY方向の辺の長さの半分以上とれば、上蓋30の回転動作が可能となる。回転軸52を上蓋30の側面中央の回転軸32aと連結しているので、重量バランスが良く、上蓋30をスムーズに回転させることができる。なお、破線で示す上蓋30は、90°回転の途中の状態である。
In FIG. 3C, the
図3(d)では、上蓋30の回転動作Rをさらに続け、初期の水平状態から角度180°回転させ、上蓋30の表裏反転動作を終了した後に、上蓋30を下降動作M2により−Z方向に並進移動させる。このとき、上蓋30の下側にメンテナンス済みの真空処理用機器31bが位置し、上蓋30の上側にプラズマ処理で用いられた真空処理用機器31aが位置することになる。真空容器20aの内蔵部材(ヒータ21など)のメンテナンス作業や真空容器20aの内壁に付着した蒸着物のクリーニング作業などは、開口部Aが開放されている図3(b)〜(d)のいずれのタイミングでも行うことができる。
In FIG. 3D, the rotation operation R of the
図3(e)では、真空容器20a内のメンテナンス作業やクリーニング作業が終了し、上蓋30を真空容器20aに密着させ、真空容器20aと上蓋30とで構成される密閉された室内を大気圧から所定の真空圧力へ排気する。この状態では、上述したように、上蓋30の下側にメンテナンス済みの真空処理用機器31bが位置しているので、基板Wを搬入すると直ちにプラズマ処理を開始することができる。また、プラズマ処理と同時に上蓋30の上側に位置している真空処理用機器31aのメンテナンス作業を行う。このメンテナンスとは、クリーニング、部品交換、部品調整などである。
In FIG. 3 (e), the maintenance operation and the cleaning operation in the
本実施の形態による真空処理装置では、平板状の上蓋30の表裏両面に同一の真空処理用機器31a,31bを表裏対称的に配置し、上蓋30を真空容器20aに対して着脱自在に平行移動させ、上蓋30をその表面に平行な軸である回転軸32a,32b廻りに回転させるようにした。従って、次のような作用効果を奏する。
In the vacuum processing apparatus according to the present embodiment, the same
第1に、真空処理用機器31bを用いたプラズマ処理と真空処理用機器31aのメンテナンス作業を並行して行うことにより、その時間分だけ早く真空処理に着手することができるので、処理時間、装置停止時間の短縮を図ることができる。第2に、上蓋30の移動方向は上下であり、真空処理装置の据付面積内で上蓋30の着脱および回転ができるので、メンテナンス作業のためのスペースは最小限で済む。
First, since the plasma processing using the
本発明は、様々な構成の真空処理装置に適用できる。本実施の形態の真空処理装置100は、ロード/アンロード室10とプラズマ処理室20の2つの室が連結された構成であるが、ロード/アンロード室10を役割ごとに2室に分け、プラズマ処理室20を挟んで、未処理の基板Wを装置内に搬入するロード室と、処理済の基板Wを装置外に搬出するアンロード室との2室を備える真空処理装置にも適用できる。また、上蓋30、昇降機構40および回転機構50は、プラズマ処理を行う室のみに限らず、その他の真空処理を行うチャンバにも設置できる。例えば、真空加熱を行うチャンバに設けた場合は、真空処理用機器は、ランプヒータやプレートヒータである。
The present invention can be applied to vacuum processing apparatuses having various configurations. The
また、昇降機構40および回転機構50も本実施の形態に限定されない。プラズマ処理室20の開口部Aに対して昇降し、開口部Aが開放された状態で上蓋30を回転または表裏反転する機構であれば、種々の形態のものを用いることができる。なお、上蓋30が蓋部材に対応する。
The
10:ロード/アンロード室
11:搬送ロボット
20:プラズマ処理室
20a:真空容器
21:ヒータ
30:上蓋
31a,31b:真空処理用機器
32a,32b:回転軸
40:昇降機構
41:モータ
42:マイタギアボックス
43:ネジシャッキ
50:回転機構
51:ウォーム減速機付きモータ
52:回転軸
53,54:軸受部
60:昇降フレーム
100:真空処理装置
A:開口部
G1,G2:ゲート
M:昇降動作
R:回転動作
W:基板
x1〜x4:移送動作(動作)
10: load / unload chamber 11: transfer robot 20:
Claims (3)
前記真空容器の開口部を開閉する蓋部材と、
前記蓋部材を前記真空容器に対して着脱自在に並進移動させる昇降機構と、
前記蓋部材に連結された回転軸を回転することにより、前記蓋部材の表裏を反転させる回転機構とを備え、
前記蓋部材の表裏両面には、同一の真空処理用機器が表裏対称的に配置されていることを特徴とする真空処理装置。 A vacuum vessel for vacuum processing the substrate to be processed;
A lid member for opening and closing the opening of the vacuum vessel;
An elevating mechanism for detachably translating the lid member with respect to the vacuum vessel;
A rotation mechanism that reverses the front and back of the lid member by rotating a rotation shaft connected to the lid member;
The vacuum processing apparatus is characterized in that the same vacuum processing equipment is symmetrically arranged on both the front and back surfaces of the lid member.
前記蓋部材は、矩形平板状であり、
前記回転軸は、前記蓋部材の側面の中心軸心に一致しており、
前記蓋部材の回転角度は、180°であることを特徴とする真空処理装置。 The vacuum processing apparatus according to claim 1,
The lid member is a rectangular flat plate,
The rotation axis coincides with the central axis of the side surface of the lid member;
The vacuum processing apparatus according to claim 1, wherein a rotation angle of the lid member is 180 °.
前記被処理基板を前記真空容器へ投入するとともに、前記被処理基板を前記真空容器から処理済みの基板として回収する、大気開放と真空密閉とを切り換え可能な受け渡し室をさらに備えることを特徴とする真空処理装置。 The vacuum processing apparatus according to claim 1 or 2,
The apparatus further comprises a delivery chamber that is capable of switching between opening to the atmosphere and vacuum-sealing, wherein the substrate to be processed is put into the vacuum container and the substrate to be processed is recovered from the vacuum container as a processed substrate. Vacuum processing equipment.
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