JP2006310561A

JP2006310561A - 真空処理装置および真空処理方法

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Publication number: JP2006310561A
Application number: JP2005131566A
Authority: JP
Inventors: Tomoyuki Takada; 智之高田
Original assignee: NEC Electronics Corp
Current assignee: NEC Electronics Corp
Priority date: 2005-04-28
Filing date: 2005-04-28
Publication date: 2006-11-09

Abstract

【課題】開閉手段で仕切られた２つの真空室間で被処理物を搬出入する際に、それぞれの真空室の内部のガスが互いの真空室内で混じり合うことを防止し、互いの真空室を汚染することのない真空処理装置および方法を提供する。
【解決手段】ロードロック室３、搬送室４、処理室５、搬送室４と処理室５との間には密閉空間となる中間通路１０２を備えている。中間通路１０２には、内部のガスを排気するための第４排気配管１０４が接続され、第４排気配管１０４は、末端を第４真空ポンプ１０５に接続されている。そして、中間通路１０２の内部圧力は、第３，４ゲートバルブ８，１０３が開放している間は、常に、第４真空ポンプ１０５で強制排気することで、搬送室４および処理室５の内部圧力よりも低圧に制御される。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体装置や液晶パネルなどの電子デバイスの製造工程で用いられる、例えば、プラズマＣＶＤ装置、スパッタ装置、ドライエッチング装置のような複数の真空室間で被処理物を搬送して所定の処理を施す真空処理装置および真空処理方法に関する。

従来の真空処理装置の一例として、プラズマＣＶＤ装置を図５に示す。図５はプラズマＣＶＤ装置の概略構成の縦断面図である。

このプラズマＣＶＤ装置１は、被処理物としての半導体ウェーハ２上に成膜するための装置であって、真空室として、ロードロック室３、搬送室４、および処理室５を備えている。

外部とロードロック室３との間は第１ゲートバルブ６を介して、ロードロック室３と搬送室４との間は第２ゲートバルブ７を介して、また、搬送室４と処理室５との間は第３ゲートバルブ８を介して、それぞれ被処理物を搬送可能に連通配置されている。

ロードロック室３には、不活性ガスとして例えば、窒素ガスを供給するための第１窒素供給配管９、および内部のガスを排気するための第１排気配管１０が接続されている。また、第１排気配管１０は、末端を第１真空ポンプ１１に接続されている。

尚、ロードロック室３は、通常、第１窒素供給配管９から窒素ガスが供給され、第１排気配管１０から排気されることにより、常に、窒素雰囲気に保たれている。

搬送室４には、窒素ガスを供給するための第２窒素供給配管１２、および内部のガスを排気するための第２排気配管１３が接続されている。また、第２排気配管１３は、末端を第２真空ポンプ１４に接続されている。そして、第２排気配管１３には、第２排気配管１３を開閉するためのストップバルブ１５が介装されている。ストップバルブ１５は、例えば、電磁弁とすることができる。また、搬送室４には、処理室５との間およびロードロック室３との間で半導体ウェーハ２の搬送を行うための搬送ロボット１６が配備されている。

尚、搬送室４は、通常、第２窒素供給配管１２から窒素ガスが供給され、ストップバルブ１５を開にして第２排気配管１３から排気されることにより、常に、窒素雰囲気に保たれている。

処理室５には、成膜の原料ガスを供給するための原料ガス供給配管１７、および内部のガスを排気するための第３排気配管１８が接続されている。また、第３排気配管１８は、末端を第３真空ポンプ１９に接続されている。

尚、処理室５の内部のガスは、第３排気配管１８から常に排気され、処理室５の内部圧力は搬送室４の内部圧力より低く制御されている。これは、第３ゲートバルブ８が開いたときに処理室５の有害なガスが搬送室４を経由して外部に流出すること防止するという安全面の理由に加えて、有害なガスで搬送室４の複雑な構造の搬送ロボット１６が汚染されないようにして、面倒な洗浄作業を不要とする工数面の理由からである。

また、動作制御部２０は、第１〜３のゲートバルブ６，７，８とストップバルブ１５の開閉動作、各種ガスの供給／停止ならびに第１〜３真空ポンプ１１，１４，１９による各真空室３，４，５の圧力調整、および搬送ロボット１６の動作なども制御するようになっている。尚、上記では、真空ポンプは真空室毎に個別に配置することで説明したが、動作制御部２０の制御により共用できるものは共用してもよい。

次に、このようなＣＶＤ装置１の動作について説明する。先ず、第２，３ゲートバルブ７，８を閉じた状態で、第１ゲートバルブ６を開け、作業者等により、半導体ウェーハ２（カセット収納形態）をロードロック室３に収容した後、第１ゲートバルブ６を閉じる。第１ゲートバルブ６が開いている間は、外気とロードロック室３の内部のガスは混じり合うが、第１ゲートバルブ６を閉じた後は、第１窒素供給配管９からは窒素ガスが供給され、内部のガスは第１排気配管１０から第１真空ポンプ１１により排気されているので、一定時間経過後は、ロードロック室３は窒素雰囲気となる。

次に、第１，３ゲートバルブ６，８を閉じた状態で、第２ゲートバルブ７を開け、搬送ロボット１６でロードロック室３の半導体ウェーハ２を搬送室４に搬入した後、第２ゲートバルブ７を閉じる。第２ゲートバルブ７が開いている間は、ロードロック室３の内部のガスと搬送室４の内部のガスは混じり合うが、第２ゲートバルブ７を閉じた後は、それぞれ第１，２窒素供給配管９，１２からは窒素ガスが供給され、内部のガスは（搬送室４についてはストップバルブ１５を開にして）第１，２排気配管１０，１３から第１，２真空ポンプ１１，１４により排気されているので、一定時間経過後は、ロードロック室３および搬送室４は窒素雰囲気となる。

その後、ストップバルブ１５を閉じる。これは、このあと第３ゲートバルブ８を開くときに、第２排気配管１３から外気（酸素など）が導入され、搬送室４を経て、搬送室４より低圧な処理室５に流入することを防止するためであり、第３ゲートバルブ８が開いているときは、第２ゲートバルブ７およびストップバルブ１５は開かないようになっている。このとき第２窒素供給配管１２からの窒素ガスの供給は停止することとしてもよい。

次に、第１，２ゲートバルブ６，７を閉じた状態で、第３ゲートバルブ８を開け、搬送ロボット１６で搬送室４の半導体ウェーハ２を処理室５に搬入した後、第３ゲートバルブ８を閉じる。第３ゲートバルブ８が開いている間は、処理室５の内部圧力は搬送室４の内部圧力より低圧に制御されているため、図中破線矢印で示すように、搬送室４の内部のガスが処理室５に流入する。尚、第３ゲートバルブ８を閉じた後は、第２窒素供給配管１２からは窒素ガスが供給され、内部のガスはストップバルブ１５を開にして第２排気配管１３から第２真空ポンプ１４により排気されているので、一定時間経過後は、搬送室４は窒素雰囲気となる。

その後、処理室５の内部圧力を第３真空ポンプ１９により所定の圧力に制御して、原料ガス供給配管１７から原料ガスを処理室５に供給し、半導体ウェーハ２上に所定の成膜処理を施す。

処理後の半導体ウェーハ２を搬出する場合は、上述の搬入操作と逆の搬出操作を行う。先ず、第１，２ゲートバルブ６，７およびストップバルブ１５を閉じた状態で、第３ゲートバルブ８を開け、搬送ロボット１６で処理室５の半導体ウェーハ２を搬送室４に搬出した後、第３ゲートバルブ８を閉じる。図５に示すように、第３ゲートバルブ８が開いている間は、処理室５の内部圧力は搬送室４の内部圧力より低圧に制御されているため、搬送室４の内部のガスが処理室５に流入する（図中破線矢印で示す）。尚、第３ゲートバルブ８を閉じた後は、第２窒素供給配管１２からは窒素ガスが供給され、内部のガスはストップバルブ１５を開にして第２排気配管１３から第２真空ポンプ１４により排気されているので、一定時間経過後は、搬送室４内は窒素雰囲気となる。また、処理室５の内部のガスは第３排気配管１８から第３真空ポンプ１９により排気され、搬送室４よりも低圧に保たれる。

次に、第１，３ゲートバルブ６，８を閉じた状態で、第２ゲートバルブ７を開け、搬送ロボット１６で搬送室４の半導体ウェーハ２をロードロック室３に搬出した後、第２ゲートバルブ７を閉じる。第２ゲートバルブ７が開いている間は、ロードロック室３の内部のガスと搬送室４の内部のガスは混じり合うが、第２ゲートバルブ７を閉じた後は、それぞれ第１，２窒素供給配管９，１２からは窒素ガスが供給され、内部のガスは（搬送室４についてはストップバルブ１５を開にして、）第１，２排気配管１０，１３から第１，２真空ポンプ１１，１４により排気されているので、一定時間経過後は、ロードロック室３および搬送室４は窒素雰囲気となる。

このようにして、順次、所定枚数の半導体ウェーハ２をロードロック室３と処理室５間で搬出入させて処理する。

その後、処理が完了したら、第２，３ゲートバルブ７，８を閉じた状態で、第１ゲートバルブ６を開け、作業者等により、半導体ウェーハ２（カセット収納形態）をロードロック室３から取り出した後、第１ゲートバルブ６を閉じる。第１ゲートバルブ６が開いている間は、外気とロードロック室３の内部のガスは混じり合うが、第１ゲートバルブ６を閉じた後は、第１窒素供給配管９からは窒素ガスが供給され、内部のガスは第１排気配管１０から第１真空ポンプ１１により排気されているので、一定時間経過後は、ロードロック室３は窒素雰囲気となる。

このような構成および動作をするプラズマＣＶＤ装置１では、外部との間および各真空室３，４，５間はそれぞれゲートバルブ６，７，８で仕切られ、かつ、隣り合う２つのゲートバルブを同時に開状態にすることがないように操作することで、極力、外部からの塵埃がロードロック室３を汚染することや、ロードロック室３を経由して搬送室４、さらには搬送室４を経由して処理室５を汚染することを防止したり、反対に、処理室５の有害なガスが搬送室４に流出することや、搬送室４を経由してロードロック室３、さらにはロードロック室３を経由して外部に流出することを防止したり、あるいは、搬送室４の搬送ロボット１６から発生する塵埃が搬送室４と隣接するロードロック室３や処理室５を汚染することを防止している。また、処理室５の内部圧力を搬送室４よりも低圧に制御して処理室５の有害なガスが搬送室４側に流出することを防止したり、ストップバルブ１５を設けて外気（酸素など）が第２排気配管１３から搬送室４を経由して処理室５に導入されることを防止する工夫が施されている。（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３−５９９９７号公報図１

しかしながら、従来のプラズマＣＶＤ装置１では、半導体ウェーハ２を真空室間で搬出入するためにゲートバルブを開いた際に、一定時間、２つの真空室内の内部のガスが、いずれかあるいは双方の真空室内で相互に混じり合うことはどうしても避けられなかった。

本発明の真空処理装置は、少なくとも、被処理物を互いに搬送可能に連通配置された内部圧力を調整可能な第１真空室と第２真空室とを備えた真空処理装置において、第１，２真空室の間に第１，２真空室とそれぞれ開閉手段で仕切られ密閉空間となる中間通路を設け、中間通路に中間通路の内部圧力を第１，２真空室の内部圧力よりも低圧に制御可能な圧力調整手段を設けたことを特徴とする真空処理装置である。

また、本発明の真空処理方法は、少なくとも、被処理物を互いに搬送可能に連通配置された内部圧力を調整可能な第１真空室と第２真空室と、第１，２真空室の間に設けられ第１，２真空室とそれぞれ開閉手段で仕切られ密閉空間となる中間通路と、中間通路の内部圧力を第１，２真空室の内部圧力よりも低圧に制御可能な圧力調整手段とを備えた真空処理装置を用いて被処理物を真空処理する方法であって、開閉手段が開放状態のとき、常に、中間通路の内部圧力を第１，２真空室の内部圧力よりも低圧に保つことを特徴とする真空処理方法である。

本発明の真空処理装置および真空処理方法によると、開閉手段で仕切られた２つの真空室間で被処理物を搬出入する際に、それぞれの真空室の内部のガスが互いの真空室内で混じり合うことを防止し、互いの真空室内を汚染したりすることがない。

本発明は、開閉手段で仕切られた第１，２真空室間で被処理物を搬出入する際に、双方の内部のガスが互いの室内で混じり合うことを防止するという目的を、第１，２真空室の間に第１，２真空室とそれぞれ開閉手段で仕切られ密閉空間となる中間通路を設け、中間通路に中間通路の内部圧力を第１，２真空室の内部圧力よりも低圧に制御可能な圧力調整手段を設け、開閉手段が開放状態のとき、常に、中間通路の内部圧力を第１，２真空室の内部圧力よりも低圧に保つことで実現した。

本発明の真空処理装置の第１の例としてのプラズマＣＶＤ装置を図１に示す。図１はプラズマＣＶＤ装置の概略構成の縦断面図である。尚、図５と同一部分には同一符号を用いる。

このプラズマＣＶＤ装置１０１は、被処理物としての半導体ウェーハ２上に成膜するための装置であって、真空室として、ロードロック室３、搬送室４、および処理室５を備えている。また、搬送室４と処理室５との間には、本発明の特徴である密閉空間となる中間通路１０２を備えている。

外部とロードロック室３との間は第１ゲートバルブ６を介して、ロードロック室３と搬送室４との間は第２ゲートバルブ７を介して、搬送室４と中間通路１０２との間は第３ゲートバルブ８を介して、また、中間通路１０２と処理室５との間は第４ゲートバルブ１０３を介して、それぞれ被処理物を搬送可能に連通配置されている。

搬送室４には、窒素ガスを供給するための第２窒素供給配管１２、および内部のガスを排気するための第２排気配管１３が接続されている。また、第２排気配管１３は、末端を第２真空ポンプ１４に接続されている。また、搬送室４には、処理室５との間およびロードロック室３との間で半導体ウェーハ２の搬送を行うための搬送ロボット１６が配備されている。

尚、搬送室４は、通常、第２窒素供給配管１２から窒素ガスが供給され、第２排気配管１３から排気されることにより、常に、窒素雰囲気に保たれている。

中間通路１０２には、内部のガスを排気するための第４排気配管１０４が接続されている。また、第４排気配管１０４は、末端を第４真空ポンプ１０５に接続されている。尚、中間通路１０２の内部圧力は、第３，４ゲートバルブ８，１０３が開放している間は、常に、第４真空ポンプ１０５で強制排気することで、搬送室４および処理室５の内部圧力よりも低圧に制御される。このため、図中破線矢印で示すように、搬送室４および処理室５の内部のガスは共に中間通路１０２内に流入し第４排気配管１０４を通じて排気される。

処理室５には、成膜の原料ガスを供給するための原料ガス供給配管１７、および内部のガスを排気するための第３排気配管１８が接続されている。また、第３排気配管１８は、末端を第３真空ポンプ１９に接続されている。尚、処理室５の内部のガスは、通常、第３排気配管１９から排気されている。但し、第３，４ゲートバルブ８，１０３が開いている間は中間通路１０２の内部圧力が処理室５の内部圧力より低圧になるように処理室５の排気を抑制または停止してもよい。

また、動作制御部２０は、第１〜４のゲートバルブ６，７，８，１０３の開閉動作、各種ガスの供給／停止ならびに第１〜４真空ポンプ１１，１４，１９，１０５による各真空室３，４，５、中間通路１０２の圧力調整、および搬送ロボット１６の動作なども制御するようになっている。尚、上記では、真空ポンプは真空室毎に個別に配置することで説明したが、動作制御部２０の制御により共用できるものは共用してもよい。

次に、このようなＣＶＤ装置１０１の動作について説明する。先ず、第２，３，４ゲートバルブ７，８，１０３を閉じた状態で、第１ゲートバルブ６を開け、作業者等により、半導体ウェーハ２（カセット収納形態）をロードロック室３に収容した後、第１ゲートバルブ６を閉じる。第１ゲートバルブ６が開いている間は、外気とロードロック室３の内部のガスは混じり合うが、第１ゲートバルブ６を閉じた後は、第１窒素供給配管９からは窒素ガスが供給され、内部のガスは第１排気配管１０から第１真空ポンプ１１により排気されているので、一定時間経過後は、ロードロック室３内は窒素雰囲気となる。

次に、第１，３，４ゲートバルブ６，８，１０３を閉じた状態で、第２ゲートバルブ７を開け、搬送ロボット１６でロードロック室３の半導体ウェーハ２を搬送室４に搬入した後、第２ゲートバルブ７を閉じる。第２ゲートバルブ７が開いている間は、ロードロック室３の内部のガスと搬送室４の内部のガスは混じり合うが、第２ゲートバルブ７を閉じた後は、それぞれ第１，２窒素供給配管９，１２からは窒素ガスが供給され、内部のガスは第１，２排気配管１０，１３から第１，２真空ポンプ１１，１４により排気されているので、一定時間経過後は、ロードロック室３および搬送室４は窒素雰囲気となる。

次に、第１，２ゲートバルブ６，７を閉じた状態で、第３，４ゲートバルブ８，１０３を開け、搬送ロボット１６で搬送室４の半導体ウェーハ２を、中間通路１０２を経由して処理室５に搬入した後、第３，４ゲートバルブ８，１０３を閉じる。第３，４ゲートバルブ８，１０３が開いている間は、常に、第４真空ポンプ１０５で強制排気することで、中間通路１０２の内部圧力は、搬送室４および処理室５の内部圧力よりも低圧に制御される。このため、図中破線矢印で示すように、搬送室４および処理室５の内部のガスは共に中間通路１０２内に流入し、第４排気配管１０４を通じて排気され、２つの真空室４，５内の内部のガスが双方の室内で相互に混じり合うことはなく汚染し合うことがない。尚、第３，４ゲートバルブ８，１０３を閉じた後は、第２窒素供給配管１２からは窒素ガスが供給され、内部のガスは第２排気配管１３から第２真空ポンプ１４により排気されているので、一定時間経過後は、搬送室４は窒素雰囲気となる。また、中間通路１０２の内部のガスは第４排気配管１０４から第４真空ポンプ１０５により排気され、中間通路１０２は、搬送室４および処理室５の内部圧力より所定の圧力差の低圧に保たれる。ここで、中間通路１０２と、搬送室４および処理室５の圧力差は、高い精度を要求されるものではなく、搬送室４と処理室５の内部のガスを合流して排気させるのに必要な圧力差以上あればよい。

その後、処理室５の内部圧力を第３真空ポンプ１９により所定の内部圧力に制御して、原料ガス供給配管１７から原料ガスを処理室５に供給し、半導体ウェーハ２上に所定の成膜処理を施す。

処理後の半導体ウェーハ２を搬出する場合は、上述の搬入操作と逆の搬出操作を行う。先ず、第１，２ゲートバルブ６，７を閉じた状態で、第３，４ゲートバルブ８，１０３を開け、搬送ロボット１６で処理室５の半導体ウェーハ２を、中間通路１０２を経由して搬送室４に搬出した後、第３，４ゲートバルブ８，１０３を閉じる。第３，４ゲートバルブ８，１０３が開いている間は、常に、第４真空ポンプ１０５で強制排気することで、中間通路１０２の内部圧力は、搬送室４および処理室５の内部圧力よりも低圧に制御される。このため、図中破線矢印で示すように、搬送室４および処理室５の内部のガスは共に中間通路１０２内に流入し、第４排気配管１０４を通じて排気され、双方の内部のガスで双方の室内を汚染することがない。尚、第３，４ゲートバルブ８，１０３を閉じた後は、第２窒素供給配管１２からは窒素ガスが供給され、内部のガスは第２排気配管１３から第２真空ポンプ１４により排気されているので、一定時間経過後は、搬送室４は窒素雰囲気となる。また、中間通路１０２の内部のガスは第４排気配管１０４から第４真空ポンプ１０５により排気され、中間通路１０２は、搬送室４および処理室５の内部圧力より所定の圧力差の低圧に保たれる。ここで、中間通路１０２と、搬送室４および処理室５の圧力差は、高い精度を要求されるものではなく、搬送室４と処理室５の内部のガスを合流して排気させるのに必要な圧力差以上あればよい。

次に、第１，３，４ゲートバルブ６，８，１０３を閉じた状態で、第２ゲートバルブ７を開け、搬送ロボット１６で搬送室４の半導体ウェーハ２をロードロック室３に搬出した後、第２ゲートバルブ７を閉じる。第２ゲートバルブ７が開いている間は、ロードロック室３の内部のガスと搬送室４の内部のガスは混じり合うが、第２ゲートバルブ７を閉じた後は、それぞれ第１，２窒素供給配管９，１２からは窒素ガスが供給され、内部のガスは第１，２排気配管１０，１３から第１，２真空ポンプ１１，１４により排気されているので、一定時間経過後は、ロードロック室３および搬送室４内は窒素雰囲気となる。

その後、処理が完了したら、第２，３，４ゲートバルブ７，８，１０３を閉じた状態で、第１ゲートバルブ６を開け、作業者等により、半導体ウェーハ２（カセット収納形態）をロードロック室３から取り出した後、第１ゲートバルブ６を閉じる。第１ゲートバルブ６が開いている間は、外気とロードロック室３の内部のガスは混じり合うが、第１ゲートバルブ６を閉じた後は、第１窒素供給配管９からは窒素ガスが供給され、内部のガスは第１排気配管１０から第１真空ポンプ１１により排気されているので、一定時間経過後は、ロードロック室３は窒素雰囲気となる。

このような構成および動作をするプラズマＣＶＤ装置１０１では、第３，４ゲートバルブ８，１０３が開いている間、処理室５および搬送室４の内部のガスは共に中間通路１０２を経由して第４排気配管１０４から排気されるため、２つの真空室４，５内の内部のガスが双方の室内で相互に混じり合うことはなく汚染し合うことがない。また、このため、第２排気配管１３からの外気の進入を防止するためのストップバルブなどを設ける必要がない。

また、変形例として、図２に示すように、処理室５に窒素ガスを供給する第３窒素供給配管１０６を接続し、第３，４ゲートバルブ８，１０３が開いているときに処理室５内に窒素ガスを供給して、処理室５から中間通路１０２に向かう気流を生じやすくするようにしてもよい。

次に、本発明の真空処理装置の第２の例としてのプラズマＣＶＤ装置を図３に示す。図３はプラズマＣＶＤ装置の概略構成の縦断面図である。尚、図５と同一部分には同一符号を用いる。

このプラズマＣＶＤ装置２０１は、被処理物としての半導体ウェーハ２上に成膜するための装置であって、真空室として、ロードロック室３、搬送室４、および処理室５を備えている。また、ロードロック室３と搬送室４との間には、本発明の特徴である密閉空間となる中間通路２０２を備えている。

外部とロードロック室３との間は第１ゲートバルブ６を介して、ロードロック室３と中間通路２０２との間は第２ゲートバルブ７を介して、また、中間通路２０２と搬送室４との間は第５ゲートバルブ２０３を介して、搬送室４と処理室５との間は第３ゲートバルブ８を介して、それぞれ被処理物を搬送可能に連通配置されている。

中間通路２０２には、内部のガスを排気するための第５排気配管２０４が接続されている。また、第５排気配管２０４は、末端を第５真空ポンプ２０５に接続されている。尚、中間通路２０２の内部圧力は、第２，５ゲートバルブ７，２０３が開放している間は、常に、第５真空ポンプ２０５で強制排気することで、ロードロック室３および搬送室４の内部圧力よりも低圧に制御される。このため、図中破線矢印で示すように、ロードロック室３および搬送室４の内部のガスは共に中間通路２０２内に流入し第５排気配管２０４を通じて排気される。

また、動作制御部２０は、第１，２，３，５ゲートバルブ６，７，８，２０３とストップバルブ１５の開閉動作、各種ガスの供給／停止ならびに第１，２，３，５真空ポンプ１１，１４，１９，２０５による各真空室３，４，５、中間通路２０２の圧力調整、および搬送ロボット１６の動作なども制御するようになっている。尚、上記では、真空ポンプは真空室毎に個別に配置することで説明したが、動作制御部２０の制御により共用できるものは共用してもよい。

次に、このようなＣＶＤ装置２０１の動作について説明する。先ず、第２，３，５ゲートバルブ７，８，２０３を閉じた状態で、第１ゲートバルブ６を開け、作業者等により、半導体ウェーハ２（カセット収納形態）をロードロック室３に収容した後、第１ゲートバルブ６を閉じる。第１ゲートバルブ６が開いている間は、外気とロードロック室３の内部のガスは混じり合うが、第１ゲートバルブ６を閉じた後は、第１窒素供給配管９からは窒素ガスが供給され、内部のガスは第１排気配管１０から第１真空ポンプ１１により排気されているので、一定時間経過後は、ロードロック室３内は窒素雰囲気となる。

次に、第１，３ゲートバルブ６，８を閉じた状態で、第２，５ゲートバルブ７，２０３を開け、搬送ロボット１６でロードロック室３の半導体ウェーハ２を、中間通路２０２を経由して搬送室４に搬入した後、第２，５ゲートバルブ７，２０３を閉じる。第２，５ゲートバルブ７，２０３が開いている間は、常に、第５真空ポンプ２０５で強制排気することで、中間通路２０２の内部圧力は、ロードロック室３および搬送室４の内部圧力よりも低圧に制御される。このため、図中破線矢印で示すように、ロードロック室３および搬送室４の内部のガスは共に中間通路２０２内に流入し、第５排気配管２０５を通じて排気され、２つの真空室３，４内の内部のガスが双方の室内で相互に混じり合うことはなく汚染し合うことがない。尚、第２，５ゲートバルブ７，２０３を閉じた後は、第１，２窒素供給配管９，１２からは窒素ガスが供給され、内部のガスは第１，２排気配管１０，１３から第１，２真空ポンプ１１，１４により排気されているので、一定時間経過後は、ロードロック室３および搬送室４は窒素雰囲気となる。また、中間通路２０２の内部のガスは第５排気配管２０４から第５真空ポンプ２０５により排気され、中間通路２０２は、ロードロック室３および搬送室４の内部圧力より所定の圧力差の低圧に保たれる。ここで、中間通路２０２と、ロードロック室３および搬送室４の圧力差は、高い精度を要求されるものではなく、ロードロック室３と搬送室４の内部のガスを合流して排気させるのに必要な圧力差以上あればよい。

次に、第１，２，５ゲートバルブ６，７，２０３を閉じた状態で、第３ゲートバルブ８を開け、搬送ロボット１６で搬送室４の半導体ウェーハ２を処理室５に搬入した後、第３ゲートバルブ８を閉じる。第３ゲートバルブ８が開いている間は、処理室５の内部圧力は搬送室４の内部圧力より低圧に制御されているため、搬送室４の内部のガスが処理室５に流入する。尚、第３ゲートバルブ８を閉じた後は、第２窒素供給配管１２からは窒素ガスが供給され、内部のガスはストップバルブ１５を開にして第２排気配管１３から第２真空ポンプ１４により排気されているので、一定時間経過後は、搬送室４は窒素雰囲気となる。

処理後の半導体ウェーハ２を搬出する場合は、上述の搬入操作と逆の搬出操作を行う。先ず、第１，２，５ゲートバルブ６，７，２０３およびストップバルブ１５を閉じた状態で、第３ゲートバルブ８を開け、搬送ロボット１６で処理室５の半導体ウェーハ２を搬送室４に搬出した後、第３ゲートバルブ８を閉じる。第３ゲートバルブ８が開いている間は、処理室５の内部圧力は搬送室４の内部圧力より低圧に制御されているため、搬送室４の内部のガスが処理室５に流入する。尚、第３ゲートバルブ８を閉じた後は、第２窒素供給配管１２からは窒素ガスが供給され、内部のガスはストップバルブ１５を開にして第２排気配管１３から第２真空ポンプ１４により排気されているので、一定時間経過後は、搬送室４内は窒素雰囲気となる。また、処理室５の内部のガスは第３排気配管１８から第３真空ポンプ１９により排気され、搬送室４よりも低圧に保たれる。

次に、第１，３ゲートバルブ６，８を閉じた状態で、第２，５ゲートバルブ７，２０３を開け、搬送ロボット１６で搬送室４の半導体ウェーハ２を、中間通路２０２を経由してロードロック室３に搬出した後、第２，５ゲートバルブ７，２０３を閉じる。第２，５ゲートバルブ７，２０３が開いている間は、常に、第５真空ポンプ２０５で強制排気することで、中間通路２０２の内部圧力は、ロードロック室３および搬送室４の内部圧力よりも低圧に制御される。このため、図中破線矢印で示すように、ロードロック室３および搬送室４の内部のガスは共に中間通路２０２内に流入し、第５排気配管２０４を通じて排気され、２つの真空室３，４内の内部のガスが双方の室内で相互に混じり合うことはなく汚染し合うことがない。尚、第２，５ゲートバルブ７，２０３を閉じた後は、第１，２窒素供給配管９，１２からは窒素ガスが供給され、内部のガスは（搬送室４についてはストップバルブ１５を開にして、）第１，２排気配管１０，１３から第１，２真空ポンプ１１，１４により排気されているので、一定時間経過後は、ロードロック室３および搬送室４は窒素雰囲気となる。また、中間通路２０２の内部のガスは第５排気配管２０４から第５真空ポンプ２０５により排気され、中間通路２０２は、ロードロック室３および搬送室４の内部圧力より所定の圧力差の低圧に保たれる。ここで、中間通路２０２と、ロードロック室３および搬送室４の圧力差は、高い精度を要求されるものではなく、ロードロック室３と搬送室４の内部のガスを合流して排気させるのに必要な圧力差以上あればよい。

その後、処理が完了したら、第２，３，５ゲートバルブ７，８，２０３を閉じた状態で、第１ゲートバルブ６を開け、作業者等により、半導体ウェーハ２（カセット収納形態）をロードロック室３から取り出した後、第１ゲートバルブ６を閉じる。第１ゲートバルブ６が開いている間は、外気とロードロック室３の内部のガスは混じり合うが、第１ゲートバルブ６を閉じた後は、第１窒素供給配管９からは窒素ガスが供給され、内部のガスは第１排気配管１０から第１真空ポンプ１１により排気されているので、一定時間経過後は、ロードロック室３は窒素雰囲気となる。

このような構成および動作をするプラズマＣＶＤ装置２０１では、第２，５ゲートバルブ７，２０３が開いている間、ロードロック室３および搬送室４の内部のガスは共に中間通路２０２を経由して第５排気配管２０４から排気されるため、２つの真空室３，４内の内部のガスが双方の室内で相互に混じり合うことはなく汚染し合うことがない。

また、本発明の真空処理装置の第３の例として、図４に示すように、ロードロック室と搬送室４の間に中間通路２０２，第５ゲートバルブ２０３，第５排気配管２０４，第５真空ポンプ２０５を設け、さらに、搬送室４と処理室５の間に中間通路１０２，第４ゲートバルブ１０３，第４排気配管１０４，第４真空ポンプ１０５を設けた構成として、第２，５ゲートバルブ７，２０３が開いている間、ロードロック室３および搬送室４の内部のガスは共に中間通路２０２を経由して第５排気配管２０４から排気され、第３，４ゲートバルブ８，１０３が開いている間、搬送室４および処理室５の内部のガスは共に中間通路１０２を経由して第４排気配管１０４から排気されるようにしてもよい。このようにすると、３つの真空室３，４，５内の内部のガスが互いの室内で相互に混じり合うことはなく汚染し合うことがない。

尚、上記では、処理室として、被処理物に成膜を施す処理室の例で説明したが、これに限るものではなく、エッチングやスパッタなどの処理を施すためのものであってもよい。また、本発明は、半導体ウェーハを処理する処理装置に限らず、液晶パネルなどの電子デバイスの処理を行う様々な処理装置に応用することが可能である。

本発明は、開閉手段で仕切られた２つの真空室間で被処理物を搬出入する際に、双方の内部のガスが双方の室内で混じり合うことを防止するようにした真空処理装置および真空処理方法に適用できる。

本発明の真空処理装置の第１の例としてのプラズマＣＶＤ装置の縦断面図本発明の真空処理装置の第１の例としてのプラズマＣＶＤ装置の変形例本発明の真空処理装置の第２の例としてのプラズマＣＶＤ装置の縦断面図本発明の真空処理装置の第３の例としてのプラズマＣＶＤ装置の縦断面図従来の真空処理装置の一例としてのプラズマＣＶＤ装置の縦断面図

符号の説明

１従来のプラズマＣＶＤ装置
２半導体ウェーハ
３ロードロック室
４搬送室
５処理室
６第１ゲートバルブ
７第２ゲートバルブ
８第３ゲートバルブ
９第１窒素供給配管
１０第１排気配管
１１第１真空ポンプ
１２第２窒素供給配管
１３第２排気配管
１４第２真空ポンプ
１５ストップバルブ
１６搬送ロボット
１７原料ガス供給配管
１８第３排気配管
１９第３真空ポンプ
２０動作制御部
１０１，２０１，３０１本発明のプラズマＣＶＤ装置
１０２，２０２中間通路
１０３第４ゲートバルブ
１０４第４排気配管
１０５第４真空ポンプ
１０６第３窒素供給配管
２０３第５ゲートバルブ
２０４第５排気配管
２０５第５真空ポンプ

Claims

少なくとも、被処理物を互いに搬送可能に連通配置された内部圧力を調整可能な第１真空室と第２真空室とを備えた真空処理装置において、前記第１，２真空室の間に前記第１，２真空室とそれぞれ開閉手段で仕切られ密閉空間となる中間通路を設け、前記中間通路に前記中間通路の内部圧力を前記第１，２真空室の内部圧力よりも低圧に制御可能な圧力調整手段を設けたことを特徴とする真空処理装置。
前記第１真空室は被処理物を搬送する搬送ロボットを内部に配備した搬送室であり、前記第２真空室は内部に被処理物を載置して所定の処理を行う処理室であり、前記開閉手段はゲートバルブであり、前記圧力調整手段は前記中間通路に接続した排気配管および真空ポンプであることを特徴とする請求項１に記載の真空処理装置。
前記処理室には、さらに、前記処理室内に不活性ガスを供給する不活性ガス供給配管が接続されたことを特徴とする請求項２に記載の真空処理装置。
前記第１真空室は外部との間で被処理物を搬出入させるロードロック室であり、前記第２真空室は被処理物を搬送する搬送ロボットを内部に配備した搬送室であり、前記開閉手段はゲートバルブであり、前記圧力調整手段は前記中間通路に接続した排気配管および真空ポンプであることを特徴とする請求項１に記載の真空処理装置。
少なくとも、被処理物を互いに搬送可能に連通配置された内部圧力を調整可能な第１真空室と第２真空室と、前記第１，２真空室の間に設けられ前記第１，２真空室とそれぞれ開閉手段で仕切られ密閉空間となる中間通路と、前記中間通路の内部圧力を前記第１，２真空室の内部圧力よりも低圧に制御可能な圧力調整手段とを備えた真空処理装置を用いて被処理物を真空処理する方法であって、前記開閉手段が開放状態のとき、常に、前記中間通路の内部圧力を前記第１，２真空室の内部圧力よりも低圧に保つことを特徴とする真空処理方法。
前記第１真空室は被処理物を搬送する搬送ロボットを内部に配備した搬送室であり、前記第２真空室は内部に被処理物を載置して所定の処理を行う処理室であり、前記開閉手段はゲートバルブであり、前記圧力調整手段は前記中間通路に接続した排気配管および真空ポンプであることを特徴とする請求項５に記載の真空処理方法。
前記処理室には、さらに、前記処理室内に不活性ガスを供給する不活性ガス供給配管が接続されたことを特徴とする請求項６に記載の真空処理方法。
前記第１真空室は外部との間で被処理物を搬出入させるロードロック室であり、前記第２真空室は被処理物を搬送する搬送ロボットを内部に配備した搬送室であり、前記開閉手段はゲートバルブであり、前記圧力調整手段は前記中間通路に接続した排気配管および真空ポンプであることを特徴とする請求項５に記載の真空処理方法。