JP2009200328A - 真空処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】メンテナンスや点検の作業を低減して処理の効率を向上させた真空処理装置を提供する。
【解決手段】真空容器内の処理室内に配置した試料をこの処理室内に形成したプラズマを用いて処理する真空処理装置であって、前部に配置され大気圧下で前記試料を搬送する大気搬送室と、この大気搬送室の後方に配置され真空にされた内部を前記試料が搬送される真空搬送室と、この真空搬送室と前記大気搬送室との間でこれらを連結するロック室と、前記真空搬送室の周囲にこれと連結されて配置され前記真空容器を含む複数の真空処理ユニットと、前記真空搬送室又はロック室の下方の空間に配置されこの空間の周囲に配置された前記真空処理ユニットの各々に供給される前記試料の処理用の複数種類のガスの流量を調節する複数の流量調節器とを備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、内側が減圧される真空容器内に配置された処理室内部に配置された半導体ウエハ等の基板状の試料を処理する真空処理装置に係り、特にその周囲に複数の真空容器が連結され内部が減圧されて試料が処理室との間で搬送される真空搬送容器を備えた真空処理装置に関する。

上記のような真空処理装置、特に、減圧された処理室内において処理対象の半導体ウエハ等の基板状の試料を処理室内に形成したプラズマを用いて処理して半導体デバイス真空処理装置においては、処理の微細化、精密化とともに、処理対象である試料の処理の効率の向上が求められてきた。このために、近年では、一つの装置に真空容器を複数連結して複数の処理室を具備した、所謂、マルチチャンバ装置が開発されてきた。このような複数の処理室あるいはチャンバを備えて処理を行う装置では、各処理室あるいはチャンバが、内部の圧力が減圧可能に調節されこの内部で試料を搬送するためのロボットアーム等の搬送装置が内部に備えられた搬送室（搬送チャンバ）を内部に備えた真空搬送容器に接続され連結されている。

このような構成の装置を用いることで一つの真空処理装置で単位時間あたりに処理される試料の処理枚数が増大し、このような真空処理装置が複数設置されるクリーンルーム等の使用者の建屋の設置面積あたりの生産性が向上する。通常、このような真空処理装置は、クリーンルーム内部でカセット等試料を収納した容器がロボット等により搬送される所定の直線状の通路の幅方向の端でこの通路に沿って並べられて配置されている。一つの通路に沿って並べた装置数が増大するほど一つの施設当たりの単位時間毎の処理の枚数が増大し効率が増大する。

このため、このような施設の建屋内に設置される真空処理装置では、設置された状態での装置が占有する大きさを小さくすること、特に装置が設置された状態での装置の上記搬送用の通路方向についての幅や装置が占有する建屋の床の面積を小さくすることが求められている。さらに、このような装置は、定期的にメンテナンスを受けるが必要であるため、メンテナンスのスペースも確保する必要がある。このようなメンテナンス用のスペースとして、通常は装置本体の周囲に使用者やメンテナンス担当者が保守用品やツール等を持って通行可能なように、装置が設置された床面上に所定の幅で床およびその上方の空間は物が配置されず余裕がとられている。このような真空処理装置の従来の技術の一例は、特開２００５−１０１５９８号公報（特許文献１）や特表２００１−５０９６４６号公報（特許文献２）に開示されている。

特許文献１では、搬送用容器の周囲に配置された真空容器を含む処理用のユニットが平面形が多角形状の搬送用容器の各辺に着脱可能に連結されて配置された真空処理装置であって、各処理用のユニットは上部を構成する真空容器及びプラズマ形成のための電界、磁界の発生用の手段と下部を構成して真空容器内での試料の処理を行う為に必要な電源や制御装置等のユーティリティを収納するベッド部とを備えている。また、特許文献２は、特許文献１と同様に真空搬送容器の周囲に配置されてこれと着脱可能に連結された複数の処理モジュールを備え各処理モジュールを構成する真空容器である処理チャンバに供給されるガスや水、電力等は真空搬送容器の側下方に配置された分配器を介して配管、ケーブルが真空搬送容器の直下方の空間を通り処理モジュールに連結されて供給されるものが開示されている。
特開２００５−１０１５９８号公報 特表２００１−５０９６４６号公報

しかしながら、上記従来技術では、次のような点について考慮が足らず問題が有った。すなわち、上記従来技術では、各処理用のユニットあるいはモジュールで処理に用いられる複数種類のガスは、分配器から直接処理用の各モジュールと連結されて供給される（特許文献２）、或いは大気搬送用の容器の背面側の下方の階からの各ガスの連結部を介して真空搬送容器下方の空間を通り各処理ユニット同士の間に配置されたガスの流量速度調節器（マスフローコントローラ、ＭＦＣ）により供給が調節されて各処理ユニットへ供給される（特許文献１）構成である。しかし、このような構成においては各処理ユニットやモジュールの着脱を前提として配管やケーブルが着脱される構成であっても、供給されるガスの種類が増大した場合には、このような保守、メンテナンスや点検の際の取り外しの作業や取り付けの後の調整の作業が非常に大きくなり、装置の非稼働時間が長くなって処理の効率を損なってしまうという問題については十分に考慮されていなかった。

例えば、近年の半導体ウエハのエッチング処理では処理の効率を向上させるため、半導体ウエハ上面の上下に積層された複数層の膜や単一の材料の膜をウエハを処理室外に搬出せずに処理に用いられるガスの種類や流量を変化させて異なる条件で連続的に処理することが求められている。このような処理を実現するために真空処理装置はこれまでより多くの種類や異なる流量のガスを供給できることが必要となり、各処理モジュールやユニットに供給するためのガスの配管やラインの数が増大している。このため、上記ガスの分配器やマスフローコントローラ（ＭＦＣ）は連結される配管、ラインに合わせて大型化しており、処理モジュールやユニットの装置本体や真空搬送容器との取り付け、取り外しこれらの接続や分離のための作業の量が膨大となり、装置の非稼働時間を長期化して処理の効率を損なっていた。

また、これら分配器やＭＦＣの収納や配置の際の占有面積や容積が増大して、従来の技術の配置では収納できなかったりはみ出したりして真空処理装置を設置した際の占有面積や幅が大きくなってしまうという問題が有った。例えば、特許文献１では各処理ユニットのベッド内部等処理ユニットにＭＦＣを搭載したり、エッチング用の処理ユニットと灰化（アッシング）用の処理ユニットの間にＭＦＣを収納した制御用ユニットを配置したりしているが、ベッド内にＭＦＣを配置したものではベッド毎処理用のユニットを着脱する場合には上記の問題が生じてしまう。

また、制御用ユニットを備えた場合でも、カセットを搬送する通路に沿って隣り合って配置された真空処理装置同士の間の限られたスペースで処理ユニットの取り外しや新たな取り付けや行う場合に制御用ユニットを取り外さなければならなくなり、同様に上記の各配管の着脱の作業が大きくなってしまう虞が有る。さらに、ベッド内にＭＦＣを収納するものでは、ＭＦＣの容積の増大のためベッドの容積やその占有面積が増大したりして、メンテナンス空間や作業用の空間を低減させてしまうという問題が生じていた。

一方、このような複数のＭＦＣユニットや分配器を処理用のモジュールやユニットから隔離した箇所に配置して、各処理ユニット、モジュールにはこれらからの複数種類のガスを混合した混合ガスを供給する少ない数の配管やラインで連結することも考えられるが、ＭＦＣと処理室との距離が大きくなると、連続的な処理の際の処理ガス等の条件の変更の応答が長く掛かってしまい、スループットを低減させ処理の効率を損なってしまうという問題が生じてしまう。

本発明の目的は、メンテナンスや点検の作業を低減して処理の効率を向上させた真空処理装置を提供することにある。また、本発明の別の目的は、設置面積を低減して処理の効率を向上させた真空処理装置を提供することにある。本発明のさらに別の目的は、スループットを向上して処理の効率を向上させた真空処理装置を提供することにある。

上記目的は、真空容器内の処理室内に配置した試料をこの処理室内に形成したプラズマを用いて処理する真空処理装置であって、前部に配置され大気圧下で前記試料を搬送する大気搬送室と、この大気搬送室の後方に配置され真空にされた内部を前記試料が搬送される真空搬送室と、この真空搬送室と前記大気搬送室との間でこれらを連結するロック室と、前記真空搬送室の周囲にこれと連結されて配置され前記真空容器を含む複数の真空処理ユニットと、前記真空搬送室又はロック室の下方の空間に配置されこの空間の周囲に配置された前記真空処理ユニットの各々に供給される前記試料の処理用の複数種類のガスの流量を調節する複数の流量調節器とを備えた真空処理装置により達成される。

さらに、前記真空搬送室が多角形の平面形を有した容器内に配置されて前記容器の多角形の辺を構成する側壁に前記真空処理ユニットが着脱可能に連結されたことにより達成される。

さらにまた、前記大気搬送室の後方の前記真空処理ユニットと前記大気搬送室との間に配置され前記真空処理装置が設置される床面の下方から供給される複数のガス用の配管と連結されて前記複数の流量調節器の各々に前記複数のガスを分配する分配器を備えたことにより達成される。

さらにまた、複数の前記真空処理ユニット内の処理室の中心が前記真空搬送室の上下方向の中心軸の周りにこの真空搬送室の周方向に配置され、複数の前記流量調節器が対応する前記真空処理ユニットの周方向の配置位置の順に前記真空搬送室の下方で上下方向の軸の周りに周方向に配置されたことにより達成される。

さらにまた、前記複数の流量調節器の上面が高さが同じ平面で構成され、前記真空搬送室と前記複数の流量調節器との間に作業者が作業できる空間が配置されたことにより達成される。

本発明の実施の形態について、図面を引用して以下に説明する。

図１は、本発明の実施例に係る真空処理装置の全体構成の概略を示す平面図であり、上方から見た図である。図２は、図１に示す実施例に掛かる真空処理装置を側方から見た側面図である。本実施例において、図１の図上の下側である真空処理装置１００の前面側に配置された大気側ブロック１０１は、大気圧下でウエハを搬送、収納、位置決め等の取り扱いをする部分であり、後面側の真空側ブロック１０２は、大気圧から減圧された圧力下でウエハの搬送、処理等を行い、ウエハを載置した状態で圧力を上下させるとともにウエハの処理を行う処理用のブロックである。

後述するように、本実施例では真空処理装置１００の前面側の大気側ブロック１０１に配置された筐体１０８は、処理ユニット１０４と同じ真空処理装置１００の前面側から見て水平方向について左側に寄せられた配置となっている。真空側ブロック１０２では、その平面形が多角形状あるいは多角形状と見なせる程度の曲面または平面の組合せで構成された略多角形状の真空搬送容器１１０を備えた搬送ユニット１０５の周囲に複数の処理ユニット１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃ，１０４が配置され、これら処理ユニット１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃ，１０４は真空搬送容器１１０の多角形の各辺に連結されて、各処理ユニット内に配置されプラズマが形成される空間である処理室内と搬送ユニット１０５の容器の内部とが連通する構成が実現されている。一方で、搬送ユニット１０５は図上の下側の端部において大気側ブロック１０１の背面部と連結されて処理用のウエハが搬送される大気側と処理が行われる真空側とが連結されてウエハを両者間で受渡し可能にされている。

大気側ブロック１０１は、内部に大気圧下でウエハを搬送するための空間である大気搬送室を備えた筐体１０８とその図上の下側である真空処理装置１００のウエハを内部に収納したカセットを搬送するための通路に面する前面側にカセットを載せるための複数（本実施例では３台）のカセット台１０９を備えている。筐体１０８は、その内部の大気搬送室はカセット台１０９の並び（通路に沿った方向）に沿ってウエハ搬送用のロボットが移動可能にされた空間であり、この空間は３台のカセット台１０９の幅と同じかこれ以上の左右方向の幅を備えている。また、図上の左端部には、図示していないウエハの中心位置を調節するための位置合わせ装置が配置されている。

各処理ユニット１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃ，１０４は、後述するように鉛直方向（床面に垂直な方向）について上方の真空容器を中心とする部分と鉛直方向について下方に配置されて真空容器内の処理室での処理に要する電源や制御装置等を収納するベッド部を備え、各々のベッド部を構成するベッド１０６ａ，１０６ｂ，１０６ｃ，１０７も真空搬送容器１１０の周囲に配置されている。

内部に配置された減圧される搬送室１１２を有して搬送ユニット１０５を構成する真空容器である真空搬送容器１１０と大気側ブロック１０１の背面との間には、これらを接続しこれらの間でウエハをやりとりするロック室１１３，１１３’が配置されている。これらロック室１１３或いは１１３’は、その内側が減圧された真空搬送容器１１０内の搬送室１１２内部に配置されたロボットアーム(図示せず)に載せられて搬送されてきたウエハが設置された後、内側が大気圧まで昇圧されて大気側ブロック１０１を構成する筐体１０８内の空間に配置された別のロボットアーム(図示せず)に載せられて大気側ブロック１０１側に取り出される。この取り出されたウエハは、前記カセット台１０９内の元の位置に戻されるか、これらのいずれかのカセットに戻される。あるいは、これらカセット台１０９のいずれかから前記ロボットアームにより取り出されたウエハが外気圧に設定されたロック室１１３または１１３’内に設置された後、内部が減圧されて同じく減圧された搬送室１１２内のロボットアームに載せられて搬送室１１２内を通って前記処理ユニット１０３ａ〜ｃまたは処理ユニット１０４のいずれかに搬送される。

上記作動を行うために、ロック室１１３または１１３’には、大気側ブロック１０１と搬送ユニット１０５の搬送室１１２との間を接続して、この内側に搬送されるウエハが載置された状態で内部の圧力を上昇あるいは減少させ、これを維持するガス排気装置とガス供給装置とが接続されている。このため、このロック室１１３または１１３’は、その前後に開放あるいは閉塞して内部を密封するゲートバルブ（図示せず）が配置されている。さらに、これらの内側にはウエハが載置される台を配置しておりウエハが内部の圧力の上昇、下降の際に移動しないよう固定する手段を備えている。つまり、これらロック室１１３，１１３’は、内側にウエハを載置した状態で、形成される内外の圧力の差に耐えてシールする手段を備えた構成となっている。

搬送ユニット１０５は、内側が減圧され各処理ユニット１０３ａ〜ｃ，１０４とロック室１１３との間でウエハを搬送するロボットアーム（図示せず）が内部に配置された搬送室１１２と、上記のロック室１１３，１１３’とで構成されている。なお、本実施例では、ウエハを搬送するロボットアーム（図示せず）を搬送室１１２内部に配置して、搬送室１１２の周囲に配置した４台の処理ユニットと大気側ブロック１０１との間で試料をやりとりする。

また、上記のように、本実施例では、処理ユニット１０３ａ〜ｃ及び１０４は、エッチング処理ユニット３つとアッシング処理ユニット１つとからなり、これらユニットは、搬送ユニット１０５の搬送室１１２の各側面に各々の真空容器が着脱可能に連結されて備えられている。搬送室１１２を内部に有する真空搬送容器１１０は、その平面形が五角または六角形の形状を備え、図上の下側の真空処理装置１００の前面側から見て左右端の辺を構成する側面は図上の上下方向で搬送室１１２内の中心を通る真空処理装置１００の前後方向の軸から等距離で平行に対称的に配置された床に垂直な面となっている。また、図上の上側の後面側の辺である２つの側面は前後方向の軸に所定の角度を有して対称に配置された床に垂直な面となっている。

搬送室１１２は、エッチング用の処理ユニット１０３ａ〜ｃの３つは搬送室１１２の奥側の２つの辺に相当する対称な側面と上面から見て右端の辺に相当する側面に着脱可能に接続され、アッシング用の処理ユニット１０４の１つは左端の側面に接続され、さらに搬送室１１２の残る辺にロック室１１３，１１３’が接続されている。つまり、本実施例では、平面形が多角形の搬送室１１２の周囲にその辺について３つのエッチング処理室と１つのアッシング処理室と２つのロック室とが搬送室１１２の中心について放射状に連結されて配置されている。

また、本実施例は、これら搬送ユニット１０５に接続された処理ユニット１０３及び１０４はこの搬送ユニット１０５に対して着脱可能に構成されていると共に、搬送ユニット１０５において、ロック室１１３，１１３’と搬送室１１２とは、着脱可能に構成されて接続されている。
さらに、処理ユニット１０３ａ〜ｃの各々は、真空処理装置１００本体に装着された状態で、上記搬送室１１２の中心について同一の形状またはこれに装着される機器が同一の配置のユニットとなっている。各処理ユニット１０３ａ〜ｃは真空容器とこの内部の処理室内に配置されたウエハが載せられる試料台とを有し、その中心が搬送室１１２内に配置され図示しない下方の駆動装置により駆動されて回転し伸縮してウエハを搬送するロボットの回転の中心（図上の破線交点）を通る上下（床面に垂直な）方向を通る軸について等距離となるように配置されている。アッシング用の処理ユニット１０４も、真空容器、処理室、試料台を同様に備えて配置されている。

本実施例において、これら処理ユニット１０３ａ〜ｃ及び１０４と、搬送ユニット１０５とを含んで構成される真空側ブロック１０２は、鉛直方向（床面に垂直な方向）に大きく上下の部分に分けられる。これらは、それぞれ、その内側が減圧されて被処理対象の試料である半導体製のウエハが取り扱われるチャンバ部とこのチャンバ部の鉛直方向について下方に配置されてこれを支持しており、これらチャンバ部に必要な機器が内側に配置されるベッド１０６を含み真空処理装置１００が設置される室内の床上に配置されるベッド部とに分けられる。

各処理ユニット１０３ａ〜ｃ，１０４のベッド部のベッド１０６は、箱形の略直方体形状を有し、その鉛直方向について上方のチャンバ部に必要なユーティリティ、制御器を内部に収納する。ベッド１０６を内部に含むベッドフレームは、ベッド１０６が収納された枠体であり、その鉛直方向について上方に配置されたチャンバ部を支持する強度を有した梁を有する箱体で、その外側にベッド１０６を覆うプレートが配置されている。ユーティリティは、例えば、各センサ等に電力を供給するための電源、各処理ユニットに入出力される信号を授受してこれを調節するための信号インタフェース、これらの動作を調節する制御装置等が挙げられる。

さらに、大気側ブロック１０１の後面側で、真空側ブロック１０２の搬送室１１２との間にはロック室１１３が配置されているが、ベッド１０６あるいは各ベッドとの間に間隙が形成されている。この大気側ブロック１０１の後面側は、真空側ブロック１０２に供給されるガス、冷媒、電源等の供給路となっている。

すなわち、このような真空処理装置１００が設置される場所は、典型的にはクリーンルームのような空気が浄化される室内であるが、複数の装置を設置する場合には、真空処理装置１００に供給される各種のガス、冷媒、電源は、別の箇所に、例えば、装置本体を設置する床下の下方のフロア等の別の階層に纏めて配置して各装置本体に管路を付設して供給される場合が一般的であるが、本実施例では、別箇所からのガスや冷媒の管路、あるいは電源からの電線といった上記ユーティリティの供給ラインの床上の真空処理装置１００本体側との接続インタフェース２０１が大気側ブロックの背面と処理ユニット１０３ｃとの間の空間であってその床面の上方に配置されている。

この接続インタフェース２０１は、別の箇所からのユーティリティの供給ラインが一方に接続され、他方には各処理ユニット１０３ａ〜ｃ，１０４及び搬送室１１２に対し分配されて延びるこれらユーティリティのラインが接続されている分配器として機能している。この分配器である接続インタフェース２０１には、各ユーティリティの供給の量や速度を表示する表示装置とともに供給を調節する調節器が備えられており、このため大気側ブロック１０１の背面側の作業が容易な余裕のある空間で使用者がこれらユーティリティの供給の保守、点検、調節を纏めて容易に行える。

本実施例の真空処理装置１００は、筐体１０８の図上の下側の前面側の側面の左端下方の、真空処理装置１００が設置される床面上に投影された位置を基準位置として使用者の建屋の床面上に設置される。さらに、この基準位置上を通る前後方向の床面に垂直な面の床面と交差する線であるラインＡは、処理ユニット１０４の前面側から見た左端と一致している。この処理ユニット１０４の左端は、真空処理装置１００自体の左端であって、この左端の位置が真空処理装置１００本体の設置の基準位置上を通る前後方向のラインＡ上に位置しており、ラインＡが真空処理装置１００が設置された床面上の領域の左端を示す線となっている。

このように、本実施例は、筐体１０８の左端面と真空処理装置１００本体の左端である処理ユニット１０４の左端が一致しているが、基準位置と処理ユニット１０４の左端（真空処理装置１００の左端）の左右方向（水平方向）の距離が判っていれば、筐体１０８の左端（基準位置）を処理ユニット１０４の左端（真空処理装置１００の左端）より右側に配置してもよい。このような配置は、真空処理装置１００の設置された状態での床面を占有する面積を低減する。

また、本実施例では、筐体１０８のカセットの搬送通路に面してこの搬送の方向に平行に配置された前面側の側面には、カセット台１０９が３つ配置されている。このカセット台１０９各々上には、通常、半導体デバイス等の製品を製造する為に処理される製品用ウエハの複数枚を有する少なくとも１つのロットが収納されたカセットが載せられる。

筐体１０８右端である垂直な側面を通る真空処理装置１００の前後軸に平行で垂直な面が床上に投影される線であるラインＢは、搬送室１１２の右端側面に連結された処理ユニット１０３ｃが鉛直方向について上方を覆う床面を通り、その後面側の処理ユニット１０３ｂが占有する床面を通過する。つまり、ラインＢの位置は、これらの処理ユニット１０３ｂ，１０３ｃが設置された床面上の領域と重なっている。さらに、連結された状態で処理ユニット１０３ｃの右端（本実施例では処理ユニット１０３ｃの真空容器の左端と下方のベッド１０６ｃの左端とが一致している）を通り上記前後軸に平行な垂直な面は、筐体１０８の右側に位置している。この面が床面と交差する線であるラインは、真空処理装置１００の床面上での設置される領域の右端を示している。

本実施例の真空処理装置１００は、筐体１０８の前方のカセットが搬送される通路の搬送経路に平行に、別の処理装置と隣り合って設置される。隣り合う処理装置も同様に前方側の搬送経路に平行に配置され、通常は筐体１０８の箱体の前面の位置が上記搬送経路に平行な線上に一致するように設置される。

この際に隣り合う装置にも左端であるラインＡ’が存在し、図１の真空処理装置１００の左端との間は、使用者が隣り合う２つの装置のうちの何れかのメンテナンスや点検のために通行可能な空間が床上に設置されている。同様に処理ユニット１０３ａ，１０３ｂの図上の上側の真空処理装置１００の奥行き方向先端の更に後方の空間も、同様にメンテナンス、点検のために用いられる空間となっている。つまり、図１の一点破線と二点破線との間の領域で示される床面とその上方の空間は、使用者が真空処理装置１００の使用に際して利用できる余裕空間として、真空処理装置１００の設置の際にその床面上に隣り合う装置同士の間に配置される。この空間は、例えば、使用者が車輪付のワゴン等の運搬機にメンテナンス用品を搭載して通行したり、作業者が各処理ユニット１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃ，１０４について実際に作業を行う場合の作業用の空間となっている。

本実施例では、各処理ユニット１０３ａ〜ｃ，１０４のうち、少なくとも１つのユニットは、他のユニットが搬送室１１２に連結されて動作中に、搬送室１１２と着脱可能に連結されている。このような処理ユニット１０３ｂ，１０３ｃは、真空処理装置１００本体とともに床面に設置された後に本体から取り外されて交換されたり、本体がこれらのいずれかの処理ユニットを連結しない状態で床面に設置された後に本体に新たに連結、装着される場合がある。このような場合に、ＭＦＣのユニットや大気側ブロック１０１を移動させたり真空処理装置１００本体を移動させたりするとユニットの設置の作業に大きな時間が必要となり、装置の処理の効率が低下してしまう。

このために、真空処理装置１００の周囲の前記空間は、処理ユニット１０３ａ〜ｃの着脱やメンテナンス、点検が容易に行えるように設置される必要が有る。一方で、使用者が製造する半導体デバイスの製造の効率を向上する上では、真空処理装置１００が設置される床面で実質的に占有する領域の無駄を抑制してその面積を小さくすることが求められる。

本実施例では、筐体１０８の位置は、上記の課題を考慮して配置されており、真空処理装置１００の設置された床面でのこの装置が実質的に占有する領域の無駄を抑制することができるように構成されている。上記のように装置は通常カセット搬送用の通路に沿って横並びに設置されるが、この装置間の間隔が小さい程一つのクリーンルーム等の建屋内の設置可能な装置数が増大して、使用者の製造効率が向上し製造コストが低減される。このような装置が設置された際に要する領域は、搬送経路に沿った横方向の幅と経路に垂直な奥行方向とで考えられ、図１に示す本実施例により、設置に要する実質的に無駄な空間が低減される。また、使用者に依り必要となる処理が異なりそのユニットの数も異なるが、ユニットが３つのみである場合、あるいは２つのみである場合にも、装置の横幅は右端に位置する処理ユニット１０３ｃ，１０３ｂを構成する該当する部分と装置の左端との間の距離となり、処理用のユニットの数の減少に応じて装置の横幅が低減する。

また、図２に示すように、搬送室１１２を構成する真空搬送容器１１０の上部には、筐体１０８の背面の近傍に配置されたヒンジを中心に回動して真空容器を開閉可能な蓋２０２が備えられている。この回動は、ロック室１１３、１１３’と筐体１０８の背面との連結部の近傍であってロック室１１３，１１３’上方でこれらの間に位置するヒンジを軸に図示しない起重装置により行われる。蓋２０２の内側（図上の下側）の面には真空搬送容器１１０の本体と当接して搬送室１１２内を気密に封止するシールが多角形の蓋２０２形状に合わせて配置されている。なお、本図ではこれらの説明のために処理ユニット１０３ｃは省いて示している。

また、処理ユニット１０３ａ〜ｃは、ベッド１０６ａ〜ｃの鉛直方向について上方の平面上に配置された複数の柱状の支持部材２０５が連結されてこの上に載せられるチャンバ部１０６ａ’〜ｃ’を支持しており、チャンバ部１０６ａ’〜ｃ’とベッド１０６ａ〜ｃとの間の空間には、内部の処理室を排気して減圧する為のターボ分子ポンプ等の真空ポンプを含む排気装置２０４ａ〜ｃがチャンバ部１０６ａ’〜ｃ’の真空容器の底面に接続されて配置されている。

ベッド１０６ａ〜ｃの各々の上面は平面状にされた板部材で構成され、ベッド１０６ａ〜ｃ上面を構成する板部材上に作業者が乗って処理ユニット１０３ａ〜ｃや真空搬送容器１１０に作業を施すことができる。このため、ベッド１０６ａ〜ｃは作業者の重量を支持できる構造体となっている。さらに、図３の破線にも示すように、これらの処理ユニットのベッド同士の間は、上記作業者が入って作業を行うことができる空間であり、このためにベッド１０６ａ〜ｃはその上面の高さが同一にされてこれらの間に上面の高さが等しくされた板部材を有する着脱可能な台が配置されてベッド１０６ａ〜ｃ同士の間を連結している。処理ユニット１０４についても同様の構成となっている。

つまり、本実施例では真空搬送容器１１０の周囲は、その周囲に配置された処理ユニット１０３ａ〜ｃ，１０４の下方の上面の高さが等しくされた板状の部材で囲まれている。この高さの同じ平面が作業者が作業できる台として用いられる。

筐体１０８の内部は、その下部は前面側に配置されたカセット台１０９に載せられるカセット内部と連通した空間であって内部に配置された大気圧下でのウエハ搬送用の大気搬送ロボット２０７がカセット台１０９の並びに沿って駆動される大気搬送室となっている。一方上部は、この大気搬送ロボット２０７や真空搬送容器１１０内の真空搬送用のロボットや真空搬送容器１１０の搬送室１１２を含む搬送ユニット１０５の動作を調節する制御装置２０８が収納される空間となっている。また、真空搬送容器１１０の下方には、これを床面上で支持するための箱状に梁を組み合わせた構造体であるフレーム２０３が配置されており、フレーム２０３は床面と真空搬送容器１１０の下面とに連結されて両者を結合している。後述するようにこのフレーム２０３の内側である真空搬送容器１１０と床面との間に存在する空間は真空処理装置１００の動作に用いられる機器の設置スペースとなっていると共にメンテナンスや点検に利用される空間２０６を含んでいる。

図３は、図１に示す本実施例に係る搬送室下方に搭載されるＭＦＣユニットおよび処理ユニットの配置を示す平面図である。搬送ユニット１０５を構成する搬送室１１２またはロック室１１３，１１３’の鉛直方向について下方の空間に各処理ユニット１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃ内に配置されたエッチング処理室３０１，３０２，３０３に供給される処理ガスの供給の調節を行う流量の制御装置であるマスフローコントローラ（ＭＦＣ）ユニット３０４，３０５，３０６の３つが配置されている。各エッチング処理室３０１，３０２，３０３とＭＦＣユニット３０４，３０５，３０６は、バッファ室周りに時計回りに配置されている。また、ＭＦＣユニット３０４と３０６が図上の下側に並列に配置され、ＭＦＣユニット３０５が図上の上側で直交配置されている。

本実施例のＭＦＣユニット３０４，３０５，３０６は直方体の箱形状を備え、内部に１６個のガスを供給するための配管あるいはラインが並列に配置されている。ガスの通流する各ラインは流路の遮断、開放するバルブや単位時間あたりの流量を所望の値に増減して調節する流量調節器、これらの動作を真空処理装置１００本体に配置された制御装置からの指令に応じて調節する制御器等を備えている。このため各ＭＦＣユニット３０４，３０５，３０６は、箱形状の側面に１６個のガス供給管が接続され、他の側面から内部の各ラインが合流した１つの処理室用ガス供給配管３０９，３１０，３１１が連結されて処理ユニット１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃまで延在してこれと接続されている。

各ＭＦＣユニット３０４，３０５、３０６は、各々が対応してガスを供給するエッチング処理室３０１、３０２，３０３の真空搬送容器１１０の周囲での配置される位置に応じて、搬送室１１２の鉛直方向について下方で床方向に並列に配置されている。つまり、処理ユニット１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃ及びこれに内包されるエッチング処理室３０１，３０２，３０３は、図上の真空搬送容器１１０の中心（真空搬送用のロボットの回転中心）である破線の交点の周囲で、内部に配置された試料台の中心位置が等距離となるように、図上の中心の時計周りに、放射状に配置されている。一方、各ＭＦＣユニット３０４，３０５，３０６も、搬送ユニット１０５の鉛直方向について下方で、上記軸について放射状に配置されており、その時計周り方向についての位置あるいは順序は、処理ユニット１０３ａ〜ｃまたはエッチング処理室３０１，３０２，３０３の並びと一致させて配置されている。

さらに、各ＭＦＣユニット３０４，３０５，３０６からの処理室用ガス供給配管３０９，３１０，３１１の長さが略等しくなるように配置されている。各エッチング処理室３０１，３０２，３０３に対する処理用ガスの供給経路の長さの差異が小さくすることで、各エッチング処理室３０１，３０２，３０３での処理の特性の差異が低減され所謂機差が抑制される。また、ＭＦＣユニット３０４，３０５，３０６が各エッチング処理室３０１，３０２，３０３に近接して配置されることでＭＦＣユニット３０４，３０５，３０６によるガスの流量の調節が短時間で各エッチング処理室３０１，３０２，３０３内での流量に反映され、処理の応答性が向上してスループットが向上する。

また、各ＭＦＣユニット３０４，３０５，３０６は、真空搬送容器１１０またはこの下方のフレーム２０３の周囲に配置された直方体形状または実質的に直方体形状と見なせる程度に曲面、平面で構成された箱形状のベッド１０６ａ〜ｃ，１０７の上記真空搬送容器１１０の中心を通る上下の軸に対向した面が、ＭＦＣユニット３０１，３０２，３０３により覆われないように配置されている。これは、ベッド１０６ａ〜ｃ，１０７の上記中心側に対向する側面に内部のユーティリティと真空搬送容器１１０下方の空間に配置されたユーティリティと連結される配管、ケーブルとの接続インタフェースが配置されており、処理ユニット１０３ａ〜ｃ，１０４の何れかを着脱する際にこの接続インタフェースの作業を要することから、ＭＦＣユニットの配置により接続インタフェースへの作業の空間が小さくされて作業の効率が損なわれないようにする必要があるからである。なお、本実施例では、接続インタフェースと接続される配管やケーブル等のラインは、ＭＦＣユニット３０４，３０５，３０６の配置された領域の外周側を通るように配置され、これらの配置、着脱といった作業を容易に行えるように構成されている。

各ＭＦＣユニット３０４，３０５，３０６に上記１６系統のガスを分配して供給するためのガス分配器３０７が、筐体１０８と処理ユニット１０３ｃとの間で真空搬送容器１１０の図上の右側の床面上に配置されている。ガス分配器３０７は、真空処理装置１００の設置される床面の下方の階から所定の配管等の経路で供給される１６個のガスを受ける真空処理装置１００の設置される床面上で箇所であり、複数のガスが各ＭＦＣユニット３０４，３０５，３０６へ分岐されて供給される箇所である。

ガス分配器３０７では、階下からの１６個のガスの配管が各ＭＦＣユニット３０４，３０５，３０６へ向かうガスの配管と接続されるとともに、これら内のガスの通流を遮断、開放するバルブが各々の経路上に配置されている。ガス分配器３０７からの１６個のガスの管路は、各ＭＦＣユニット３０４，３０５，３０６の側壁の間の向かい合う側面同士の間の空間に配置され、各々のＭＦＣユニットに分岐して連結される。

ガス分配器３０７は、処理ユニット１０３ｃの前面側面と筐体１０８の背面との間で床面上に設置されており、この上面は、ベッド１０６ｃと同じ高さに配置される図示していない平板上の板部材を有する着脱可能な台で覆われる。この板部材により処理ユニット１０３ｃの前面側面と筐体１０８の背面との間の床面上方空間が覆われて、その上の作業者を支持して作業者が乗り降りすることのできる作業用の空間として用いられる。特に、真空搬送容器１１０の鉛直方向について下方には、空間はＭＦＣユニット３０４，３０５，３０６が配置されるだけでなく処理ユニット１０３ａ〜１０３ｃ，１０４に対して、特にベッド１０６ａ〜ｃ，１０７にメンテナンスや点検の作業を行う空間であり、この空間に対して移動するうえで、床面上の上記板部材は上面を作業者が容易に移動することのできる通路を形成できる。

図４は、図３に示すＭＦＣユニットの配置を詳細に示す図である。図４の（ａ）は上面図、（ｂ）は側面図を示す。この図４において、直方体の箱形状を有する各ＭＦＣユニット３０４，３０５，３０６は、フレーム２０３の上方で隣り合ってこれに載せられて保持されている。これらの箱の側面同士の間の空間には、ＭＦＣユニット３０４，３０５に対してガス分配器３０７から延在する１６個のガス供給用の配管４０１が並列に配置されている。

各ＭＦＣユニット３０４，３０５，３０６は、その箱体を形成する筐体内に各ガスのライン毎に流量調節器を有し、各ラインが水平方向に並列に配置されている。１６個のラインは各流量調節器から下流側の箱体内の空間で１つのラインとして合流して各ラインの出口は、各々の箱体の側面に連結された流出管に接続され合流する。各ラインから流出するガスは、少なくとも一つの供給ラインに合流して筐体側面の接続部からこれに連結された処理室用ガス供給配管３０９，３１０，３１１を介して各エッチング処理室３０１，３０２，３０３に供給される。

また、各ＭＦＣユニット３０４，３０５，３０６同士の間の空間の上部には、これを覆って平板状の板部材４０２が配置され、その上面の高さの位置は各ＭＦＣユニット３０４，３０５，３０６の上面と一致させて配置されている。また、ＭＦＣユニット３０５の図上の上下方向（図１では真空処理装置１００の左右方向）の空間にも同様に板部材４０２が配置されている。各ＭＦＣユニット３０４，３０５，３０６は本実施例では実質的に同一の構造で同一形状であり、これら同士の間を上面と同じ高さに板部材で繋げることで、各ＭＦＣユニット３０４，３０５，３０６上面を含む平面状の領域が搬送室１１２の鉛直方向について下方に形成される。

また、本実施例では、各ＭＦＣユニット３０４，３０５，３０６及び板部材４０２の高さは、処理ユニット１０３ａ〜ｃ，１０４の下方のベッド１０６ａ〜ｃ，１０７の平板状の上面及びこれらの間の台上面の板部材の高さと等しくされている。つまり、真空処理装置１００の筐体１０８の後面側の真空側ブロック１０２の下部は同一高さの平面の領域が配置されており作業者が安全、容易に作業を行えるように構成されている。また、真空搬送容器１１０の下面の鉛直方向について下方とＭＦＣユニット３０４，３０５，３０６の鉛直方向について上方の空間である２０６は、作業者が進入して作業を行えるだけの高さを有したものであり、この平面を構成する部材は作業者を支持できる強度を備えている。同一高さの平面状に構成された下面と相まって作業を容易に行うことができメンテナンス、点検の作業時間及び真空処理装置１００の非稼働時間が低減される。

さらに、本実施例の各ＭＦＣユニット３０４，３０５，３０６の箱体はその上面が上方に取り外し可能に構成されている。このため真空搬送容器１１０下方の空間に進入した作業者は、任意のＭＦＣユニットの箱体上面を取り外すことで内部の水平方向に並列に配置された各ガスのラインに作業や点検を施すことができ、作業の時間の低減や効率を向上させることができる。

図５は、図４に示すガス分配器３０７の構成を詳細に示す三面図である。ガス分配器５０７は、１６個の各ガス毎の供給用配管が並列に一列に並べられた箱状のフィッティングＢＯＸである。この箱内で床面から上方に延在する階下からのガス供給管５０１と箱上方へ延びて各ＭＦＣユニット３０４，３０５，３０６に連結されたガス供給管５０２とが接続されている。ガス分配器５０７上面には箱内側から延びるガス供給管５０２が一列に並んで各々が各ＭＦＣユニット３０４，３０５，３０６に向かって分岐する。

さらに、ガス分配器５０７の箱には床面下方に延在するガス排気管５０３が連通されてその内部のガスが排気されるように構成されており、箱内部に漏れたガスがクリーンルーム等の真空処理装置１００が設置される建屋内部に漏れることが抑制されている。

上記の実施例によれば、保守、メンテナンスや点検の際の取り外しの作業や取り付けの後の調整の作業を低減して装置の非稼働時間が短縮される。このことにより処理の効率が向上される。さらに、占有面積が大きくなってメンテナンス空間や作業用が空間を低減させてしまうという問題の生起を抑制して、処理の効率を向上することができる。

さらには、連続的に試料を処理の際の処理ガス等の条件の変更の応答を向上して、スループットが向上して処理の効率を大きくすることができる。

本発明の実施例に係る真空処理装置の全体構成の概略を示す平面図である。 図１に示す実施例に係る真空処理装置の構成の概略を示す側面図である。 図１に示す本実施例に係る搬送室下方に搭載されるＭＦＣユニットおよび処理ユニットの配置を示す平面図である。 図３に示すＭＦＣユニットの配置を詳細に示す図である。 図４に示すガス分配器の構成を詳細に示す三面図である。

符号の説明

１００ 真空処理装置
１０１ 大気側ブロック
１０２ 真空側ブロック
１０３ａ〜ｃ 処理ユニット
１０４ 処理ユニット
１０５ 搬送ユニット
１０６ａ〜ｃ ベッド
１０６ａ’〜ｃ’ チャンバ部
１０７ ベッド
１０８ 筐体
１０９ カセット台
１１０ 真空搬送容器
１１３ ロック室
１１３’ ロック室
２０１ 接続インタフェース
２０２ 蓋
２０３ フレーム
２０４ａ〜ｃ 排気装置
２０５ 柱状の支持部材
２０６ 空間
２０７ 大気搬送ロボット
２０８ 制御装置
３０１ エッチング処理室
３０２ エッチング処理室
３０３ エッチング処理室
３０４ ＭＦＣユニット
３０５ ＭＦＣユニット
３０６ ＭＦＣユニット
３０７ ガス分配器
３０９ 処理室用ガス供給配管
３１０ 処理室用ガス供給配管
３１１ 処理室用ガス供給配管
４０１ ガス供給用配管
４０２ 板部材
５０１ ガス供給管
５０２ ガス供給管
５０３ ガス排出管
５０７ ガス分配器

Claims (5)

1. 真空容器内の処理室内に配置した試料をこの処理室内に形成したプラズマを用いて処理する真空処理装置であって、前部に配置され大気圧下で前記試料を搬送する大気搬送室と、この大気搬送室の後方に配置され真空にされた内部を前記試料が搬送される真空搬送室と、この真空搬送室と前記大気搬送室との間でこれらを連結するロック室と、前記真空搬送室の周囲にこれと連結されて配置され前記真空容器を含む複数の真空処理ユニットと、前記真空搬送室又はロック室の下方の空間に配置されこの空間の周囲に配置された前記真空処理ユニットの各々に供給される前記試料の処理用の複数種類のガスの流量を調節する複数の流量調節器とを備えた真空処理装置。
2. 請求項１に記載の真空処理装置であって、前記真空搬送室が多角形の平面形を有した容器内に配置されて前記容器の多角形の辺を構成する側壁に前記真空処理ユニットが着脱可能に連結された真空処理装置。
3. 請求項１または２に記載の真空処理装置であって、前記大気搬送室の後方の前記真空処理ユニットと前記大気搬送室との間に配置され前記真空処理装置が設置される床面の下方から供給される複数のガス用の配管と連結されて前記複数の流量調節器の各々に前記複数のガスを分配する分配器を備えた真空処理装置。
4. 請求項１乃至３の何れかに記載の真空処理装置であって、複数の前記真空処理ユニット内の処理室の中心が前記真空搬送室の上下方向の中心軸の周りにこの真空搬送室の周方向に配置され、複数の前記流量調節器が対応する前記真空処理ユニットの周方向の配置位置の順に前記真空搬送室の下方で上下方向の軸の周りに周方向に配置された真空処理装置。
5. 請求項１乃至４の何れかに記載の真空処理装置であって、前記複数の流量調節器の上面が同じ高さの平面で構成され、前記真空搬送室と前記複数の流量調節器との間に作業者が作業できる空間が配置された真空処理装置。

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