JP2010034505A - 積層ロードロックチャンバおよびそれを備えた基板処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ロードロックチャンバ内に大気側からパーティクルが流入する可能性を低減するために有利な技術を提供する。
【解決手段】積層ロードロックチャンバ２は、第１のロードロックチャンバ１５０と、前記第１のロードロックチャンバの上に積層された第２のロードロックチャンバ１００と、前記第１のロードロックチャンバの大気側に開口する第１の開口部を開閉させる第１のスリットバルブ可動部と、前記第２のロードロックチャンバの大気側に開口する第２の開口部を開閉させる第２のスリットバルブ可動部と、前記第１のスリットバルブ可動部に連結された第１のアームと、前記第２のスリットバルブ可動部に連結された第２のアームと、前記第１及び第２のロードロックチャンバの下方に配置され、前記第１及び第２のアームを駆動することによって前記第１及び第２のアームを介して前記第１及び第２のスリットバルブ可動部を駆動する駆動部とを有する。
【選択図】図２Ａ

Description

本発明は、積層ロードロックチャンバおよびそれを備えた基板処理装置に関する。

特許文献１及び特許文献２には、上下方向に２つのチャンバが積層された配置されたロードロックチャンバを備えるプロセス装置が開示されている。

特許文献１の図１には、プロセスチャンバ、トランスファーチャンバおよびロードロックチャンバをこの順に一列に配列して構成した真空プロセス装置が開示されている。このロードロックチャンバは、加熱チャンバ及び冷却チャンバが上下に積層された２段構成のチャンバとなっている。特許文献１の図３には、該加熱チャンバのためのゲートバルブと、該冷却チャンバのためのゲートバルブとが別個に設けられた構成が開示されている。

また、特許文献２には、ロードロックチャンバを上下多段に形成するとともにトランスファーチャンバの周囲に複数配置することにより、処理対象基板を複数同時収容可能とした基板のプロセス処理システムが開示されている。さらに、特許文献１の図２〜４には、上下の各段のロードロックチャンバにそれぞれ開閉扉（符号２０４）が備えられていることが開示されている。

ロードロックチャンバは大気側と真空側とを隔離するチャンバであり、ロードロックチャンバに対して大気側から基板を搬入する際およびロードロックチャンバから大気側に基板を搬出する際に、大気側からロードロックチャンバ内にパーティクルが流入してくる可能性がある。ロードロックチャンバ内に流入したパーティクルが基板に付着すると、処理後の基板にパーティクルに起因する不良が発生してしまうという問題がある。

ロードロックチャンバにゲートバルブや開閉扉が設けられた構成において、それらの開閉駆動を行う駆動機構がロードロックチャンバの開口部の高さと同じかそれよりも高い位置に配置されていると不都合がある。すなわち、駆動機構を動作させると、駆動機構の摺動部からパーティクルが発生しうる。そのようなパーティクルは、下方に落下する間にロードロックチャンバの開口部から内部に流入する可能性がある。

特開平１１−３３０１９９号公報 特開２００１−４４２５８号公報

本発明は、ロードロックチャンバ内に大気側からパーティクルが流入する可能性を低減するために有利な技術を提供することを目的とする。

本発明の第１の側面によれば、第１のロードロックチャンバと、前記第１のロードロックチャンバの上に積層された第２のロードロックチャンバと、前記第１のロードロックチャンバの大気側に開口する第１の開口部を開閉させる第１のスリットバルブ可動部と、前記第２のロードロックチャンバの大気側に開口する第２の開口部を開閉させる第２のスリットバルブ可動部と、前記第１のスリットバルブ可動部に連結された第１のアームと、前記第２のスリットバルブ可動部に連結された第２のアームと、前記第１及び第２のロードロックチャンバの下方に配置され、前記第１及び第２のアームを駆動することによって前記第１及び第２のアームを介して前記第１及び第２のスリットバルブ可動部を駆動する駆動部とを有する積層ロードロックチャンバが提供される。

本発明の第２の側面によれば、底面及び上面が多角形の柱状形状を有し、該柱状形状の複数の側面に複数の処理チャンバが接続されたトランスファーチャンバと、前記トランスファーチャンバの前記複数の側面のうちの互いに隣接する２つの側面に接続された、上記の積層ロードロックチャンバとを有する基板処理装置が提供される。

本発明によれば、ロードロックチャンバ内に大気側からパーティクルが流入する可能性を低減するために有利な技術が提供される。

本実施形態の基板処理装置の構成を示す平面透視概略図である。 図１のＡ−Ｂ線に沿ったロードロックチャンバの側面断面を図１の矢印Ｘ方向から見た図である。 図１のＡ−Ｂ線に沿ったロードロックチャンバの側面断面を図１の矢印Ｘ方向から見た図である。 図１のＡ−Ｂ線に沿ったロードロックチャンバの側面断面を図１の矢印Ｘ方向から見た図である。 図１の矢印Ｙに示すように見たロードロックチャンバの概略断面図である。 図１の矢印Ｙに示すように見たロードロックチャンバの概略断面図である。 図１の矢印Ｙに示すように見たロードロックチャンバの概略断面図である。 真空処理室の概略断面図である。

次に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

まず、図１および図２を参照して、本実施形態に係るクラスタータイプの基板処理装置の構成について説明する。図１は、本実施形態の基板処理装置の構成を示す平面透視概略図である。

図１に示すように、本実施形態の基板処理装置は、中央に設けられた排気可能なトランスファーチャンバ３と、トランスファーチャンバ３の周囲に設けられた複数の処理チャンバ２０１〜２０６及び複数の積層ロードロックチャンバ２とを有している。本実施形態では、トランスファーチャンバ３は略八角形柱の形状に構成されており、その８つの各側面に処理チャンバ２０１，２０２，２０３，２０４，２０５，２０６及び積層ロードロックチャンバ２が接続されている。トランスファーチャンバ３と処理チャンバ２０１〜２０６及び積層ロードロックチャンバ２の各々とは、ゲートバルブ５を介して気密状態を維持できるように接続されている。処理チャンバ２０１〜２０６には、例えば、スパッタリング成膜装置、化学蒸着（ＣＶＤ）装置及びドライエッチング装置から選択される処理装置のチャンバとして構成されうる。各積層ロードロックチャンバ２は、上下方向に積層して配置された複数のロードロックチャンバ１００、１５０を含む。本明細書において、「積層」とは、２つの部材が上下に重なって配置されていることをいうが、完全に重なっている必要はなく、平面視において半分以上が重なっているものをいうものとする。

本実施形態ではトランスファーチャンバ３が略八角形柱の形状に構成されている場合を例に挙げたが、トランスファーチャンバ３の構成はこれに限られない。トランスファーチャンバ３は、例えば、底面及び上面が任意の多角形である柱状形状を有するように構成されていてもよい。複数の処理チャンバは、そのような多角形柱状のトランスファーチャンバ３の複数の側面に連結される。

さらに、図１に示すように、本実施形態の基板処理装置は、オートローダ４１を備えうる。オートローダ４１は、例えば、アームを備えた多関節ロボットで構成され、アームを水平面内で移動させることが可能であるとともにアームを上下動させることが可能となっている。オートローダ４１は、例えば、３つの外部カセット６０と、ロードロックチャンバ１００、１５０との間で基板９の搬送を行う。

また、トランスファーチャンバ３内には、チャンバ２０１〜２０６及び２の間において基板９を搬送する搬送機構４２が設けられている。この搬送機構４２は、例えば、基板９を載せるアームを備えた多関節ロボットで構成され、稼働範囲内で水平面上の任意の位置と垂直方向の任意の位置とに基板９を搬送することが可能となっている。

次に、図２Ａ〜図３Ｂを参照して、本実施形態のロードロックチャンバ２の構成例を詳細に説明する。

図２Ａ〜図２Ｃは、図１のＡ−Ｂ線に沿った積層ロードロックチャンバ２の模式的な断面図である。図２Ａ〜図２Ｃにおける右側には真空側のトランスファーチャンバ３が配置され、左側には大気側のオートローダ４１が配置される。積層ロードロックチャンバ２は、上下方向に積層して配置された複数のロードロックチャンバ１００、１５０を含む。図２Ａは、上側及び下側のロードロックチャンバ１００，１５０の大気側の開口部がそれぞれ上側及び下側のスリットバルブ可動部１０１，１５１で閉じられた状態を示している。図２Ｂは、上側及び下側のロードロックチャンバ１００，１５０の大気側の開口部に対して、上側及び下側のスリットバルブ可動部１０１，１５１がそれぞれ開かれた状態を示している。図２Ｃは、上側及び下側のロードロックチャンバ１００，１５０の大気側の開口部からスリットバルブ可動部１０１，１５１を離間させ、ロードロックチャンバ１００、１５０のメンテナンスや清掃時に邪魔にならない位置にスリットバルブ可動部１０１、１５１を退避させた状態を示している。なお、バルブ可動部は、例えば、弁体或いはバルブドアとも呼ばれうる。

また、図３Ａ及び図３Ｂは、図１の矢印Ｙで示すように見たロードロックチャンバの模式的な側面図である。図３Ａは、上側及び下側のロードロックチャンバ１００，１５０の大気側の開口部がそれぞれ上側及び下側のスリットバルブ可動部１０１，１５１で閉じられた状態を示している。図３Ｂは、上側及び下側のロードロックチャンバ１００，１５０の大気側の開口部に対して、上側及び下側のスリットバルブ可動部１０１，１５１がそれぞれ開かれた状態を示している。

本実施形態における積層ロードロックチャンバ２は、第１のロードロックチャンバである下側ロードロックチャンバ１５０の上に、第２のロードロックチャンバである上側ロードロックチャンバ１００が隣接して配置されるように両者が積層された構造を有している。上側及び下側のロードロックチャンバ１００，１５０は、大気側（オートローダ４１）及び真空側（トランスファーチャンバ３）の開口部を通して、基板９を搬入出可能である。

本実施形態における上側ロードロックチャンバ１００及び下側ロードロックチャンバ１５０は、１枚の基板９を収容するように構成され、例えば、幅３３０ｍｍ×奥行き３３０ｍｍ×高さ１５ｍｍの非常に小さな直方体状の内部空間を有するものである。このような上側ロードロックチャンバ１００及び下側ロードロックチャンバ１５０の寸法は、基板９として直径３００ｍｍの半導体ウェーハを想定したものであり、本実施形態のロードロックチャンバ１００，１５０は基板９の大きさよりも２０ｍｍほど幅及び奥行きが長いだけの寸法となっている。本実施形態におけるロードロックチャンバ１００，１５０はそれぞれ専用の排気系２３１を有しており、その排気系２３１はポンプを備えた構成となっている。また、ロードロックチャンバ１００，１５０は、基板保持ピン２２１を有する基板ホルダー２２を内部空間に有している。

このように、ロードロックチャンバ１００，１５０は内部空間が小さいため、各ロードロックチャンバ１００，１５０内を排気系２３１によって排気する際の所要時間（以下、「排気時間」という。）がその分だけ短くなっている。各ロードロックチャンバ１００，１５０の排気系２３１には、例えば、１０００リットル／分程度の排気速度のドライポンプを使用することができる。ある従来例におけるロードロックチャンバでは同程度のドライポンプで１×１０^-1〜５×１０^-2Ｔｏｒｒ（１３．３〜６．６７Ｐａ）程度まで排気するのに要する排気時間は１８０〜２４０秒程度であったが、本実施形態における排気時間は１５〜２０秒程で排気可能となり、従来例の１／１０〜１／１６程度に短縮される。

ここで、上側ロードロックチャンバ１００及び上側スリットバルブ可動部１０１に関する構成と、上側スリットバルブ可動部１０１の開放動作とを説明する。

図２Ａ、図３Ａに示すように、上側ロードロックチャンバ１００には、大気側と隔離したり連通させたりするために、大気側の開口部を開閉可能な、第２のスリットバルブ可動部としての上側スリットバルブ可動部１０１が設けられている。上側スリットバルブ可動部１０１の、上側ロードロックチャンバ１００の大気側の開口部の縁端面に当接する部分には、Ｏリング等の封止部材が設けられている。これにより、上側スリットバルブ可動部１０１が上側ロードロックチャンバ１００の大気側の開口部を閉じたときに、上側ロードロックチャンバ１００が気密性の高い密閉空間となる。

上側スリットバルブ可動部１０１は、連結部材１０２ａ、１０２ｂを介して、第２のアームとしての上側左アーム１０３ａ、上側右アーム１０３ｂに連結されている。上側左アーム１０３ａは、ロードロックチャンバ２の大気側の開口部の左側を通って、ロードロックチャンバ２の下方に配置されたアーム駆動部１１０ａに連結されている。また、上側右アーム１０３ｂは、ロードロックチャンバ２の大気側の開口部の右側を通って、ロードロックチャンバ２の下方に配置されたアーム駆動部１１０ｂに連結されている。上側左アーム１０３ａ，上側右アーム１０３ｂは、アーム駆動部１１０ａ，１１０ｂによって駆動されて、上側スリットバルブ可動部１０１を、上側ロードロックチャンバ１００の大気側の開口部を開く開位置と該開口部を閉じる閉位置との間で移動させる。

アーム駆動部１１０ａは、本実施形態では、エアシリンダーによって構成されている。該エアシリンダは、シリンダ１１３ａと、シリンダ１１３ａ内で往復移動が可能なピストン１１９ａとを含む。シリンダ１１３ａには、ピストン１１９ａを移動させるための２つのエアー口１１５，１１７が設けられている。エアー口１１５は、シリンダ１１３ａ内の第１空間に連通し、エアー口１１７は、シリンダ１１３ａ内の第２空間に連通している。該第１空間と該第２空間とは、ピストン１１９ａによって隔てられている。上側左アーム１０３ａは、第２のヒンジ部である上側左ヒンジ部１０７ａを介してＵ字型の連結部材１０９ａに連結され、Ｕ字型の連結部材１０９ａの一端はピストン１１９aの先端に固定されている。上側左ヒンジ部１０７ａは、上側左アーム１０３ａに形成された孔と、Ｕ字型の連結部材１０９ａに形成された孔とを貫通する軸部材を含み、上側左アーム１０３ａは該軸部材の周りで回転することができる。

アーム駆動部１１０ｂは、本実施形態では、エアシリンダーによって構成されている。該エアシリンダは、シリンダ１１３ｂと、シリンダ１１３ｂ内で往復移動が可能なピストン１１９ｂとを含む。シリンダ１１３ｂには、ピストン１１９ｂを移動させるための２つのエアー口１１５，１１７が設けられている。上側右アーム１０３ｂは、第２のヒンジ部である上側右ヒンジ部１０７ｂを介してＵ字型の連結部材１０９ｂに連結され、Ｕ字型の連結部材１０９ｂの一端はピストン１１９ｂの先端に固定されている。上側右ヒンジ部１０７ｂは、上側右アーム１０３ｂに形成された孔と、Ｕ字型の連結部材１０９ｂに形成された孔とを貫通する軸部材を含み、上側右アーム１０３ｂは該軸部材の回りで回転することができる。アーム駆動部１１０ａ，１１０ｂは、ロードロックチャンバ２の下方に配置されたベース板１２１の下面に固定されている。

次に、図２Ａ及び図２Ｂを参照して、上側スリットバルブ可動部１０１の開放動作を説明する。

エアー口１１５を介してエアーをシリンダ１１３ａ，１１３ｂ内に供給し、エアー口１１７を介してエアーを上側シリンダ１１３ａ，１１３ｂから外部へ排出する。これにより、シリンダ１１３ａ，１１３ｂ内のピストン１１９ａ、１１９ｂはシリンダ１１３ａ，１１３ｂの上側位置（図２Ｂ参照）に移動する。上述したように、ピストン１１９ａ、１１９ｂは、連結部材１０９ａ、１０９ｂ、上側アーム１０３ａ、１０３ｂおよび連結部材１０２ａ、１０２ｂを介して上側スリットバルブ可動部１０１に連結されている。そのため、ピストン１１９ａ、１１９ｂが上側位置に移動するのに伴って、上側スリットバルブ可動部１０１も図２Ｂに示す上側位置に移動し、上側ロードロックチャンバ１００の大気側の開口部が開放される。このようにして、上側スリットバルブ可動部１０１の開放動作が実現される。上側スリットバルブ可動部１０１の閉鎖動作は、エアー口１１７を介してエアーを上側シリンダ１１３ａ，１１３ｂ内に供給し、エアー口１１５を介してエアーを上側シリンダ１１３ａ，１１３ｂから外部へ排出することによってなされる。

図２Ａに示すように、上側ロードロックチャンバ１００の真空側の開口部とトランスファーチャンバ３との間には上側スリットバルブ可動部１２７が配置されている。上側スリットバルブ可動部１２７は、ロードロックチャンバ２の上方に配置された上側駆動部１２３に連結部材１２５を介して連結されている。上側駆動部１２３は、連結部材１２５を介して上側スリットバルブ可動部１２７を上下に移動させる。これにより、上側ロードロックチャンバ１００の真空側の開口部を上側スリットバルブ可動部１２７によって開閉させることができる。

次に、下側ロードロックチャンバ１５０及び下側スリットバルブ可動部１５１に関する構成と、下側スリットバルブ可動部１５１の開放動作とを説明する。

図２Ａ、図３Ａに示すように、下側ロードロックチャンバ１５０には、大気側と隔離したり連通させたりするために、大気側の開口部を開閉可能な、第１のスリットバルブとしての下側スリットバルブ可動部１５１が設けられている。下側スリットバルブ可動部１５１の、下側ロードロックチャンバ１５０の大気側の開口部の縁端面に当接する部分にはＯリング等の封止部材が設けられている。これにより、下側スリットバルブ可動部１５１が下側ロードロックチャンバ１５０の大気側の開口部を閉じたときに、下側ロードロックチャンバ１５０が気密性の高い密閉空間となる。

下側スリットバルブ可動部１５１は、第１のアームとしての下側アーム１５３を介して、ロードロックチャンバ２の下方に配置されたアーム駆動部１１０ｃに連結されている。下側アーム１５３は、ロードロックチャンバ２の中央を上下方向に延びて、アーム駆動部１１０ｃに連結されている。下側アーム１５３は、アーム駆動部１１０ｃによって駆動されて、下側スリットバルブ可動部１５１を、下側ロードロックチャンバ１５０の大気側の開口部を開く開位置と該開口部を閉じる閉位置との間で移動させる。

アーム駆動部１１０ｃは、本実施形態では、エアシリンダーによって構成されている。該エアシリンダは、シリンダ１５７と、シリンダ１５７内で往復移動が可能なピストン１１９ｃとを含む。シリンダ１５７には、ピストン１１９ｃを移動させるための２つのエアー口１１５，１１７が設けられている。エアー口１１５は、シリンダ１５７内の第１空間に連通し、エアー口１１７は、シリンダ１５７内の第２空間に連通している。該第１空間と該第２空間とは、ピストン１１９ｃによって隔てられている。下側アーム１５３は、第１のヒンジ部である下側ヒンジ部１５５を介してＬ字型の連結部材１１１に連結され、Ｌ字型の連結部材１１１の一端はピストン１１９ｃの先端に固定されている。なお、下側ヒンジ部１５５は、下側アーム１５３に形成された孔と、Ｌ字型の連結部材１１１に形成された孔とを貫通する軸部材を含み、下側アーム１５３は、該軸部材の周りで回転することができる。

アーム駆動部１１０ｃは、アーム駆動部１１０ａ，１１０ｂと同様に、ロードロックチャンバ２の下方に配置されたベース板１２１の下面に固定されている。したがって、全てのアーム駆動部１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃは、同一のベース板１２１に固定されている。

次に、図３Ａ及び図３Ｂを参照して、下側スリットバルブ可動部１５１の開放動作を説明する。

エアー口１１７を介してエアーを下側シリンダ１５７内に供給し、エアー口１１５を介してエアーを下側シリンダ１５７から外部へ排出する。これにより、下側シリンダ１５７内のピストン１１９ｃは下側シリンダ１５７の下側位置（図３Ｂ参照）に移動する。上述したように、ピストン１１９ｃは連結部材１１１及び下側アーム１５３を介して下側スリットバルブ可動部１５１に連結されている。そのため、ピストン１１９ｃが下側位置に移動するのに伴って、下側スリットバルブ可動部１５１も図３Ｂに示す下側位置に移動し、下側ロードロックチャンバ１５０の大気側の開口部が開放される。このようにして、下側スリットバルブ可動部１５１の開放動作が実現される。下側スリットバルブ可動部１５１の閉鎖動作は、エアー口１１７を介してエアーを下側シリンダ１５７内に供給し、エアー口１１５を介してエアーを下側シリンダ１５８から外部へ排出することによってなされる。

上記の説明から理解できるように、下側スリットバルブ可動部１５１は、下側ロードロックチャンバ１５０の大気側の開口部を開放する際には下方に移動し、その開口部を閉鎖する際には上方に移動する。これに対し、上側スリットバルブ可動部１０１は、上側ロードロックチャンバ１００の大気側の開口部を開放する際には上方に移動し、その開口部を閉鎖する際には下方に移動する。このように、下側スリットバルブ可動部１５１と上側スリットバルブ可動部１０１とは、開閉時に互いに反対の方向に移動するように構成されている。

図２Ａに示すように、下側ロードロックチャンバ１５０の真空側の開口部とトランスファーチャンバ３との間には下側スリットバルブ可動部１２９が配置されている。下側スリットバルブ可動部１２９は、ロードロックチャンバ２の下方に配置された下側駆動部１３３に連結部材１３１を介して連結されている。下側駆動部１３３は、連結部材１３１を介して下側スリットバルブ可動部１２９を上下に移動させる。これにより、下側ロードロックチャンバ１５０の真空側の開口部を下側スリットバルブ可動部１２９によって開閉させることができる。

ここで、図２Ａに示すように、上側スリットバルブ可動部１０１と下側スリットバルブ可動部１５１との間には仕切り１０５が設けられている。仕切り１０５は、上側スリットバルブ可動部１０１の開閉動作に伴って上側スリットバルブ可動部１０１の周囲に発生して降り落ちうるパーティクルを受け止める役割を有している。それにより、上側スリットバルブ可動部１０１の開閉動作に伴って発生したパーティクルが、下側ロードロックチャンバ１５０の大気側の開口部の周囲に降り落ちて下側ロードロックチャンバ１５０内に流入することを防止している。

次に、図２Ｃを参照して、清掃時におけるスリットバルブ可動部の動作について説明する。

図２Ｂ及び図３Ｂに示すように各スリットバルブ可動部１０１，１５１が開放された位置にあるときには、スリットバルブ可動部１０１，１５１に連結されたアーム１０３ａ，１０３ｂ，１５３を、各ヒンジ部１０７ｂ，１５５を軸に回転させて大気側に傾けることができる。こうすることにより、図２Ｃに示すように、スリットバルブ可動部１０１，１５１及びアーム１０３ａ，１０３ｂ，１５３が、ロードロックチャンバ１００，１５０の大気側の開口部から離れた位置に移動する。その結果、スリットバルブ可動部１０１，１５１の裏面（ロードロックチャンバに対向する面）に付着しているパーティクルを除去するための作業スペースを確保することができ、スリットバルブ可動部１０１，１５１を良好に清掃することが可能となる。なお、アーム１０３ａ，１０３ｂ，１５３はそれぞれ個別に傾けることができるので、スリットバルブ可動部１０１，１５１を必要に応じて個別に清掃することができる。

以下に、主に図１を参照して、クラスタータイプの基板処理装置の動作について説明する。

まず、オートローダ４１が動作して、外部カセット６０から未処理の基板９が各積層ロードロックチャンバ２のそれぞれの上側ロードロックチャンバ１００に搬送される。そして、基板９が基板ホルダー２２の基板保持ピン２２１（図２Ａ等参照）の上に載置され、各ロードロックチャンバ１００，１５０内において基板９が位置決めされる。

トランスファーチャンバ３内の搬送機構４２は、各積層ロードロックチャンバ２の上側ロードロックチャンバ１００から所定の順序で基板９を取り出し、各処理チャンバ２０１，２０２，２０３，２０４，２０５，２０６に送る。例えば、図１における左側の積層ロードロックチャンバ２の上側ロードロックチャンバ１００から基板９が取り出され、その次に、右側のロードロックチャンバ２の上側ロードロックチャンバ１００から基板９が取り出される。１番目の基板９は、第１処理チャンバ２０１に送られて所定温度まで加熱される。そして、２番目の基板９が第２処理チャンバ２０２に送られて同様に所定温度まで加熱される。

この結果、２つの積層ロードロックチャンバ２の各々の上側ロードロックチャンバ１００に搬送されていた基板９はすべて処理に回された状態となる。そこで、オートローダ４１が再び動作し、空になっている各々の上側ロードロックチャンバ１００に外部カセット６０から未処理の基板９を搬送し、それらの上側ロードロックチャンバ１００に基板９を１枚ずつ収容させる。

その後、第１処理チャンバ２０１にある１番目の基板９は、搬送機構４２によって第３処理チャンバ２０３に送られ、前処理エッチングが行われる。その間、２番目の基板９は第２処理チャンバ２０２内で待機する。そして、空になった第１処理チャンバ２０１には、３番目の基板９がロードロックチャンバ２から搬送機構４２によって送られる。

続いて、１番目の基板９が第４処理チャンバ２０４に送られて下地膜が形成されると、第２処理チャンバ２０２で待機していた２番目の基板９が第３処理チャンバ２０３に送られ、４番目の基板９が積層ロードロックチャンバ２の上側ロードロックチャンバ１００から第２処理チャンバ２０２に送られる。

１番目の基板９は第４処理チャンバ２０４から第５処理チャンバ２０５に送られて、高温リフロースパッタリングが行われる。その後、この１番目の基板９は第６処理チャンバ２０６に送られ、冷却された後に下地膜が形成される。なお、２番目の基板９は、１番目の基板９が搬出された直後の処理チャンバに搬送され、その処理チャンバにおいて１番目の基板９に行われた処理が行われている。このように、２番目の基板９に対しても、１番目の基板９の処理プロセスを追いかけるようにして、１番目の基板９と同様の処理が行われていく。３番目以降の基板９についても同様である。

その後、１番目の基板９が第６処理チャンバ２０６から搬送機構４２によって図１における左側の積層ロードロックチャンバ２の下側ロードロックチャンバ１５０に戻される。そして、この１番目の基板９はオートローダ４１によって下側ロードロックチャンバ１５０から大気側の外部カセット６０の元の位置に戻される。すると、オートローダ４１がすぐに動作し、次の基板９を上側ロードロックチャンバ１００に搬送する。

このようにして、図１に示したクラスタータイプの基板処理装置では、左右の積層ロードロックチャンバの上側ロードロックチャンバ１００のいずれかを経由して基板９が１枚ずつ各処理チャンバ２０１〜２０６に送られ、基板９に処理が行われる。そして、処理後の基板９が、左右の積層ロードロックチャンバの下側ロードロックチャンバ１５０を経由して外部カセット６０に戻される。このような処理を繰り返して、３つの外部カセット６０にセットされていた全ての基板９について順次処理が行われ、処理後の基板９が外部カセット６０の元の位置に戻される。

本実施形態では、各積層ロードロックチャンバ２の上側及び下側のチャンバ１００，１５０は１枚の基板９を収容するだけの内部空間を有しており、各積層ロードロックチャンバ２が充分に小型化されている。そのため、積層ロードロックチャンバ２の排気に要する全体の時間が短くなり、装置の生産性が向上している。

さらに、本実施形態では上側スリットバルブ可動部１０１と下側スリットバルブ可動部１５１とを互いに反対の方向に開閉移動させる構成としたことにより、上側及び下側のロードロックチャンバ１００，１５０を互いに近接して積層配置させることが可能となっている。その結果、ロードロックチャンバ２の小型化が図られている。

仮に、上側スリットバルブ可動部１０１と下側スリットバルブ可動部１５１とが共に同じ方向に開閉移動させる構成とした場合には、上側及び下側のロードロックチャンバ１００，１５０を互いに近接して積層配置されていると不都合が生じる。具体的には、上側及び下側のスリットバルブ可動部１０１，１５１が共に上方に移動したときには、下側スリットバルブ可動部１５１が上側ロードロックチャンバ１００の開口部の一部を覆ってしまう。また、上側及び下側のスリットバルブ可動部１０１，１５１が共に下方に移動したときには、上側スリットバルブ可動部１０１が下側ロードロックチャンバ１５０の開口部の一部を覆ってしまう。そのため、上側スリットバルブ可動部１０１と下側スリットバルブ可動部１５１とが共に同じ方向に開閉移動させる構成とした場合には、上側及び下側のロードロックチャンバ１００，１５０を互いに離間して配置させる必要がある。その場合には、上側及び下側のロードロックチャンバ１００，１５０同士の間に設けるスペースの分だけ、積層ロードロックチャンバ２が大型化してしまう。これに対し、本実施形態ではそのようなスペースを設ける必要がないため、ロードロックチャンバ２の小型化を図ることができる。

また、本実施形態ではアーム駆動部１１０ａ〜１１０ｃが積層ロードロックチャンバ２の下方に配置された構成になっているため、アーム駆動部１１０ａ〜１１０ｃの動作に起因して発生したパーティクルがロードロックチャンバ２に降り落ちることがない。そのため、そのようなパーティクルが積層ロードロックチャンバ２内に流入して基板に付着する可能性が低減されている。

図４は、図３Ａと基本的に同一構成であるロードロックチャンバを示しているが、さらに、アーム駆動部１１０ａとアーム駆動部１１０ｂにエアーを供給するためのエアー供給源１６０が追加されている。単一のエアー供給源より供給された空気が、管路を通って、アーム駆動部１１０ａとアーム駆動部１１０ｂに均等に供給されるので、上側左アーム１０３ａと上側右アーム１０３ｂを同期して移動させることができる。

さらに、図４に示す積層ロードロックチャンバ２には、積層ロードロックチャンバ２を排気するための真空チャンバ（排気室）５ａ、５ｂが、ロードロックチャンバ２の側部に対して連結されている。具体的には、積層ロードロックチャンバ２の上側ロードロックチャンバ１００には、その側部に、開口部を介して真空チャンバ５ａが連結されている。積層ロードロックチャンバ２の下側ロードロックチャンバ１５０には、その側部に、開口部を介して真空チャンバ５ｂが連結されている。

さらに図示していないが、上側ロードロックチャンバ１００に補助用の排気口を設けて、この排気口に、接続部を介して補助ポンプが接続されてもよい。同様に、下側ロードロックチャンバ１５０に補助用の他の排気口を設けて、この排気口に、接続部介して補助ポンプが接続されてもよい。

図５（ｂ）は、前述した真空チャンバ５ａ，５ｂを詳細に説明するための図である。図５（ａ）は真空処理装置の断面図を示し、図５（ｂ）に真空処理装置を図５（ａ）中の矢印Ｘで示すように見た部分側面図を示す。

図５（ａ）に示すように、真空処理装置１は、真空チャンバ５ａ，５ｂと、この真空チャンバ５ａ，５ｂの排気口１０に連通された排気ポンプ６と、排気口１０を開閉する弁体１１を有するゲートバルブ７と、を備えている。

真空チャンバ５ａ，５ｂには、排気口１０に一端部が挿入されて接続されて、排気口１０から弁体１１の移動方向に対して傾斜された方向に延ばされた接続部８が設けられている。この接続部８の他端部には排気ポンプ６が接続されている。

ゲートバルブ７は、真空チャンバ５ａ，５ｂ内に配置された弁体１１と、この弁体１１を駆動するための駆動部１２と備えている。駆動部１２は、弁体１１を排気口１０に対して近接離間する方向である図５（ａ）における矢印ａ，ｂ方向に駆動する駆動軸としてのロッド１３と、このロッド１３を駆動するためのシリンダ１４とを有している。ロッド１３は、弁体１１の移動方向と平行に延ばされており、一端部に弁体１１が支持されている。シリンダ１４は、接続部８の外側に配置されており、ロッド１３の他端部に連結されている。また、接続部８には、ロッド１３を矢印ａ，ｂ方向に移動可能に支持する軸支部１７が一体に形成されている。したがって、弁体１１は、駆動部１２によって、排気口１０を閉じる閉位置Ｐ１と、排気口１０を開く開位置Ｐ２とに移動可能に支持されている。

また、弁体１１の外形寸法は、排気口１０に挿入されて接続された接続部８の一端部の開口面積よりも大きく形成されており、接続部８の端部を閉じることが可能にされている。また、弁体１１の外形寸法は、真空チャンバ５ａ，５ｂの排気口１０の開口面積よりも小さく形成されている。また、接続部８の端部には、弁体１１によって真空チャンバ５ａ，５ｂ内を気密に閉じるためのシール部１６が設けられている。このため、弁体１１は、閉位置Ｐ１に移動された状態で、シール部１６を介して接続部８の端部の端面に突き当てられ、真空チャンバ５ａ，５ｂ内を密閉することが可能にされている。

図５（ａ）、（ｂ）に示すように、駆動部１２には、ロッド１３及びシリンダ１４を真空に密閉するために、ロッド１３の外周部を覆ってベローズ１８が設けられている。このベローズ１８は、一端が軸支部１７に固定され、他端がシリンダ１４の軸受け部に固定されている。なお、ロッド１３及びシリンダ１４を真空に密閉するための密閉機構としては、ベローズ１８等の蛇腹部材を用いる構成に限定されるものではなく、蛇腹部材の代わりに例えばロッド１３の外周部にOリング（不図示）が設けられる構成が採られてもよい。

本実施形態によれば、真空チャンバ５ａ，５ｂから排気系一式である、弁体１１、ロッド１３、シリンダ１４、接続部８、排気ポンプ６の全てを分解することなく、比較的容易に取り外すことができる。

また、弁体１１が真空チャンバ５ａ，５ｂ内に配置されたことで、接続部８内が排気された状態で、弁体１１が閉位置Ｐ１で真空チャンバ５ａ，５ｂ内を大気圧付近まで上昇させる場合には、排気口１０にかかる大気圧を弁体１１が受けることになる。したがって、この場合、シリンダ１４によって弁体１１を閉じる駆動力には依存しない。そのため、シリンダ１４は、弁体１１を閉じるときに弁体１１及びロッド１３を矢印ｂ方向に移動させる駆動力のみを有する程度の比較的小さなサイズに構成することができる。したがって、本実施形態によれば、従来のように排気口にかかる大気圧以上の駆動力を駆動部が必要とする構成の場合に比べて、駆動部１２のシリンダ１４の小型化を図ることができる。

また、図５（ａ）に示すように、必要に応じて、排気ポンプ６と接続部８との間に可変オリフィス２３が設置されてもよい。

以上のように構成された本実施形態の真空処理装置１について、真空チャンバ５ａ，５ｂ内を排気する動作を説明する。

真空チャンバ５ａ，５ｂ内を排気する場合、排気ポンプ６が駆動される。このとき、弁体１１は、閉位置Ｐ１または開位置Ｐ２のどちらに位置されていてもかまわない。

まず、真空チャンバ５ａ，５ｂ内のみを大気圧近辺まで戻す、つまりベントする場合には、シリンダ１４を駆動することで弁体１１を矢印ｂ方向に移動させて、弁体１１を閉位置Ｐ１に停止させた状態にする。その後、真空チャンバ５ａ，５ｂ内のみを大気圧近辺までベントする。

引き続き、真空チャンバ５ａ，５ｂ内を真空に排気する場合には、補助ポンプによって真空チャンバ５ａ，５ｂ内を排気する。その後、シリンダ１４によってロッド１３を矢印ａ方向へ動作させ、弁体１１を開位置Ｐ２に停止させた状態にする。

本実施形態の真空処理装置１によれば、接続部８が弁体１１の移動方向に対して傾斜された方向に延ばされ、駆動部１２のロッド１３が弁体１１の移動方向に延ばされて構成されている。この構成によって、真空チャンバ５ａ，５ｂの外側に、排気ポンプ６及びゲートバルブ７の駆動部１２のシリンダ１４を設置するために要するスペースを低減し、省スペース化を図ることができる。したがって、真空処理装置１によれば、装置全体の小型化を図ることができる。

また、本実施形態によれば、弁体１１が真空チャンバ５ａ，５ｂの排気口１０よりも小さく形成され、シール部１６が接続部８の端部に設けられたことで、ゲートバルブ７、排気ポンプ６からなる排気系一式を組み立て状態で、真空チャンバ５ａ，５ｂに対して脱着することができる。
すなわち、ゲートバルブ７、排気ポンプ６を完全に分解することなく、ゲートバルブ７を真空チャンバ５ａ，５ｂから比較的容易に取り外すことが可能になる。したがって、真空処理装置１によれば、例えばゲートバルブ７の駆動部１２をメンテナンスするときの作業効率を向上させることができる。

また、本実施形態によれば、弁体１１が真空チャンバ５ａ，５ｂ内に配置されることで、駆動部１２のシリンダ１４を小型化することができる。

Claims (5)

1. 第１のロードロックチャンバと、
   前記第１のロードロックチャンバの上に積層された第２のロードロックチャンバと、
   前記第１のロードロックチャンバの大気側に開口する第１の開口部を開閉させる第１のスリットバルブ可動部と、
   前記第２のロードロックチャンバの大気側に開口する第２の開口部を開閉させる第２のスリットバルブ可動部と、
   前記第１のスリットバルブ可動部に連結された第１のアームと、
   前記第２のスリットバルブ可動部に連結された第２のアームと、
   前記第１及び第２のロードロックチャンバの下方に配置され、前記第１及び第２のアームを駆動することによって前記第１及び第２のアームを介して前記第１及び第２のスリットバルブ可動部を駆動する駆動部と、
   を有する積層ロードロックチャンバ。
2. 前記駆動部は、前記第１及び第２の開口部を開く時に前記第１のスリットバルブ可動部と前記第２のスリットバルブ可動部とを互いに反対の方向に駆動し、前記第１及び第２の開口部を閉じる時に前記第１のスリットバルブ可動部と前記第２のスリットバルブ可動部とを互いに反対の方向に駆動するように構成されている、請求項１に記載の積層ロードロックチャンバ。
3. 前記第１のスリットバルブ可動部と前記第２のスリットバルブ可動部との間に仕切り部材が配置されている、請求項１に記載の積層ロードロックチャンバ。
4. 前記第１のスリットバルブ可動部は前記第１のアームに連結されており、前記第１のアームには、前記第１のスリットバルブ可動部が前記第１のロードロックチャンバの前記第１の開口部から離れた位置に移動するように前記第１のアームを回転させることを可能にする第１のヒンジ部が設けられており、
   前記第２のスリットバルブ可動部は前記第２のアームに連結されており、前記第２のアームには、前記第２のスリットバルブ可動部が前記第２のロードロックチャンバの前記第２の開口部から離れた位置に移動するように前記第２のアームを回転させることを可能にする第２のヒンジ部が設けられている、請求項１に記載の積層ロードロックチャンバ。
5. 底面及び上面が多角形の柱状形状を有し、該柱状形状の複数の側面に複数の処理チャンバが接続されたトランスファーチャンバと、
   前記トランスファーチャンバの前記複数の側面のうちの互いに隣接する２つの側面に接続された、請求項１に記載の積層ロードロックチャンバと、
   を有する基板処理装置。

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