JP2010238879A - マルチチャンバ処理システム - Google Patents

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Abstract

【課題】ベース部材に対する機能部材の取り付けを極めて簡易に行うことができ、ベース部材の加工を簡略化することもできるマルチチャンバ処理システムを提供すること。
【解決手段】ロードロック室6,7は、その中の全ての機能部材が一括してユニット化されて構成された機能部材ユニット40を有し、この機能部材ユニット40が、搬送室5の筐体5aとロードロック室6,7の筐体6a,7aとが一体となって構成されたベース部材20に取り付けられている。
【選択図】図6

Description

本発明は、例えば半導体ウエハ等の被処理体に例えば真空処理を施すための複数のチャンバを備えたマルチチャンバ処理システムに関する。
半導体デバイスの製造工程においては、被処理基板である半導体ウエハ(以下、単にウエハと記す)に対し、成膜処理やエッチング処理等の真空雰囲気で行われる真空処理が多用されている。最近では、このような真空処理の効率化の観点、および酸化やコンタミネーション等の汚染を抑制する観点から、複数の真空処理ユニットを真空に保持される搬送室に連結し、この搬送室に設けられた搬送装置により各真空処理ユニットにウエハを搬送可能としたクラスターツール型のマルチチャンバタイプの真空処理システムが注目されている(例えば特許文献1)。
このようなマルチチャンバ処理システムにおいては、大気中に置かれているウエハカセットから真空に保持された搬送室へウエハを搬送するために、搬送室とウエハカセットとの間にロードロック室を設け、このロードロック室を介してウエハが搬送される。
このようなマルチチャンバ処理システムにおいては、中央の搬送室の筐体とロードロック室の筐体とを一体的に構成してベース部材とし、このベース部材に対し、ロードロック室のクーリングステージ、ステージを冷却するための冷却配管、各種センサー、リフター、排気バルブ、吸気バルブ等の種々の機能部材を個別的に設けている。
特開2000−208589号公報
しかしながら、このようなベース部材に機能部材を個別的に取り付ける場合には、それぞれの取り付け毎にベース部材を占有することになり、取り付けに多くの時間がかかってしまう。また、ベース部材に機能部材を直接取り付けるため、搬送室の筐体も兼ねた大きなベース部材の中で小さなスペースを占めるロードロック室の筐体部への部材取付部が多く存在し、これら部材取付部の加工が煩雑で困難なものとなる。
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、ベース部材に対する機能部材の取り付けを極めて簡易に行うことができ、大きなベース部材の加工を簡略化することもできるマルチチャンバ処理システムを提供することを目的とする。
上記課題を解決するため、本発明の第1の観点では、その中に基板を搬送する搬送装置を有する搬送室と、前記搬送室に連結された所定の機能を有する複数の機能室とを具備し、前記搬送装置により前記機能室に対する基板の搬送を行い、前記複数の機能室の一部で基板に対して所定の処理を行うマルチチャンバ処理システムであって、前記搬送室の筐体と前記複数の機能室の一部または全部の筐体とが一体となってベース部材を構成し、前記ベース部材に対応する前記機能室は、その中の全ての機能部材が一括してユニット化されて構成された機能部材ユニットを有し、この機能部材ユニットが前記ベース部材に取り付けられていることを特徴とするマルチチャンバ処理システムを提供する。
上記第1の観点において、前記機能部材ユニットに対応する機能室の筐体の底板には、前記機能部材ユニットを挿入する孔が形成され、前記機能部材ユニットは、前記孔に挿入されて取り付けられていることが好ましい。
本発明の第2の観点では、その中に基板を搬送する搬送装置を有する真空に保持された搬送室と、前記搬送室に連結され、基板に対して真空雰囲気で所定の処理を行う1または複数の処理室と、前記搬送室に連結され、大気雰囲気と真空雰囲気とに切替可能な1または複数のロードロック室とを具備し、基板が搬入された前記ロードロック室を真空雰囲気にして前記搬送装置によりその基板を前記処理室に搬送して基板に対して所定の処理を行うマルチチャンバ処理システムであって、前記搬送室の筐体と前記ロードロック室の筐体とが一体となってベース部材を構成し、前記ロードロック室は、その中の全ての機能部材が一括してユニット化されて構成された機能部材ユニットを有し、この機能部材ユニットが前記ベース部材に取り付けられていることを特徴とするマルチチャンバ処理システムを提供する。
上記第2の観点において、前記機能部材ユニットを構成する機能部材は、基板を載置するステージ、排気バルブ、吸気バルブ、前記ステージのリフターピンのアクチュエータを含むようにすることができる。
また、前記機能部材ユニットに対応するロードロック室の筐体の底板には、前記機能部材ユニットを挿入する孔が形成され、前記機能部材ユニットは、前記孔に挿入されて取り付けられている構成とすることができる。
この場合に、前記機能部材ユニットは、前記ステージの下に設けられた前記ステージよりも大径の支持部材を有し、前記支持部材の前記ステージよりも外方に突出してフランジ部をなし、前記フランジ部の上面にはシール部材が設けられ、前記孔は、上部の小径孔と下部の大径孔の2段構造であり、これらの間に段部を有し、前記ステージは前記小径孔よりも小径であり、前記支持部材は前記大径孔よりも小径かつ前記小径孔よりも大径であり、前記機能部材ユニットは、前記孔の下方から前記ロードロック室の前記筐体内に挿入されて少なくとも前記ステージが前記筐体内に収容され、前記フランジ部の前記シール部材が前記段部に当接して密着され、その状態で前記機能部材ユニットが前記筐体に取り付けられるように構成することができる。
本発明によれば、搬送室の筐体と前記複数の機能室の一部または全部の筐体とが一体となってベース部材を構成し、前記ベース部材に対応する前記機能室は、その中の全ての機能部材が一括してユニット化されて構成された機能部材ユニットを有し、この機能部材ユニットが前記ベース部材に取り付けられている構成とした。具体例としては、前記搬送室の筐体と前記ロードロック室の筐体とが一体となってベース部材を構成し、前記ロードロック室は、その中の全ての機能部材が一括してユニット化されて構成された機能部材ユニットを有し、この機能部材ユニットが前記ベース部材に取り付けられている構成とした。このため、機能部材の全てがユニット化されて構成された機能部材ユニットを、ベース部材に取り付けさえすれば、全ての機能部材がベース部材に取り付けられ、それぞれの取り付け毎にベース部材を占有する必要がなく、機能部材のベース部材への取り付けを簡易にかつ短時間で行うことができる。また、機能部材ユニットは、必要な数を先作りすることが可能であり、極めて効率が高い。さらに、機能部材毎にベース部材に取り付ける必要がないため、ベース部材の加工を簡略化することもできる。
本発明の一実施形態に係るマルチチャンバ真空処理システムの概略構造を示す水平断面図である。 図1のマルチチャンバ真空処理システムのベース部材を示す平面図である。 図1のマルチチャンバ真空処理システムに搭載されたロードロック室の筐体を示す断面図である。 図1のマルチチャンバ真空処理システムに搭載されたロードロック室の機能部材ユニットを示す側面図である。 図1のマルチチャンバ真空処理システムに搭載されたロードロック室の機能部材ユニットを示す平面図である。 図5の機能部材ユニットをベース部材(筐体)に取り付ける動作を説明するための断面図である。
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について具体的に説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係るマルチチャンバ真空処理システムの概略構造を示す水平断面図である。
このマルチチャンバ真空処理システムは、平面形状が六角形をなし、6つの側壁を有する筐体5aを備えた搬送室5を具備しており、その筐体5aの4つの側壁には、ゲートバルブGを介して4つの真空処理室1、2、3、4が接続されている。そして、筐体5aの上に蓋体(図示せず)を載せた状態で搬送室5が構成される。搬送室5の筐体5aの他の2つの側壁にはそれぞれゲートバルブG1を介してロードロック室6、7が設けられている。ロードロック室6,7は、それぞれ筐体6a,7aを有しており、筐体6a,7aの上に蓋体(図示せず)を載せた状態でロードロック室6,7が構成される。これら筐体6a,7aと搬送室5の筐体5aは一体に形成されてベース部材20を構成する。
これらロードロック室6、7の搬送室5と反対側には搬入出室8が設けられており、搬入出室8のロードロック室6、7と反対側には被処理基板としてのウエハWを収容可能な3つのフープ(FOUP;Front Opening Unified Pod)を取り付けるポート9、10、11が設けられている。ロードロック室6、7と搬入出室8との間には、それぞれゲートバルブG2が設けられている。
真空処理室1、2、3、4は、その中で処理プレート上にウエハWを載置した状態で所定の真空処理、例えばエッチングや成膜処理を行うようになっている。
真空処理室1〜4は、対応するゲートバルブGを開放することにより搬送室5と連通され、対応するゲートバルブGを閉じることにより搬送室5から遮断される。また、ロードロック室6,7は、ゲートバルブG1を開放することにより搬送室5に連通され、ゲートバルブG1を閉じることにより搬送室から遮断される。また、ロードロック室6,7は、ゲートバルブG2を開放することにより搬入出室8に連通され、ゲートバルブG2を閉じることにより搬入出室8から遮断される。
搬送室5内には、真空処理室1〜4、ロードロック室6,7に対して、ウエハWの搬入出を行う搬送装置12が設けられている。この搬送装置12は、搬送室5の略中央に配設されており、ベース12aと、回転および伸縮可能な回転・伸縮部13と、その先端に設けられたウエハWを支持する2つの支持アーム14a,14bとを有しており、これら2つの支持アーム14a,14bは互いに反対方向を向くように回転・伸縮部13に取り付けられている。この搬送室5内は所定の真空度に保持されるようになっている。
ロードロック室6,7は、後述するように冷却機能を有するステージ41およびその他の必要な機能部材を一体化した機能部材ユニット40を有しており、その中を大気雰囲気と真空雰囲気との間で短時間で切替可能な小容量空間となっている。
搬入出室8のフープ取り付け用の3つのポート9,10、11にはそれぞれ図示しないシャッターが設けられており、これらポート9,10,11にウエハWを収容した、または空のフープFがステージSに載置された状態で直接取り付けられ、取り付けられた際にシャッターが外れて外気の侵入を防止しつつ搬入出室8と連通するようになっている。また、搬入出室8の側面にはアライメントチャンバ15が設けられており、そこでウエハWのアライメントが行われる。
搬入出室8内には、フープFに対するウエハWの搬入出およびロードロック室6,7に対する半導体ウエハWの搬入出を行う搬送装置16が設けられている。この搬送装置16は、多関節アーム構造を有しており、フープFの配列方向に沿ってレール18上を走行可能となっていて、その先端の支持アーム17上にウエハWを載せてその搬送を行う。
このマルチチャンバ真空処理システムは、各構成部を制御するマイクロプロセッサ(コンピュータ)からなる制御部30を有しており、各構成部がこの制御部30に接続されて制御される構成となっている。
次に、以上のように構成されるマルチチャンバ真空処理システムの動作について簡単に説明する。
まず、搬送装置16により搬入出室8に接続されたフープFからウエハWを取り出し、ロードロック室6(または7)に搬入する。このとき、ロードロック室6(または7)内を大気雰囲気にした後、ゲートバルブG2を開放してウエハWをその中に搬入し、ステージ41上に載置する。
そして、そのロードロック室内を搬送室5に対応する圧力になるまで真空排気し、ゲートバルブG1を開放して搬送装置12の支持アーム14aまたは14bによりウエハWを受け取って、いずれかの真空処理室のゲートバルブGを開いてその中にウエハWを搬入し、ウエハWに対して所定の真空処理を行う。
真空処理が終了した時点で、ゲートバルブGを開放し、搬送装置12の支持アーム14aまたは14bが対応する真空処理室からウエハWを搬出し、ロードロック室6または7のゲートバルブG1を開放し、そのロードロック室内にウエハを搬入し、冷却機能を有するステージ41上に載置してウエハWを冷却する。
冷却終了後、搬出する際には、そのロードロック室にパージガスを流してその中を大気圧にし、ゲートバルブG2を開けてウエハWを搬送装置16の支持アーム17により大気雰囲気の搬入出室8に取り出し、フープFに収納する。
次に、上記ベース部材20について説明する。図2はベース部材20を示す平面図である。ベース部材20は、上述したように筐体5a,6a,7aが一体となって構成されている。
筐体5aは、底板21を有し、底板21には搬送装置12が挿入される円形の孔22が形成されている。また、筐体6a,7aは、底板23を有し、底板23には上記機能ユニット部40が挿入される円形の孔24が形成されている。また、筐体5aは、底板21に垂直に取り付けられた側板25を有している。また、筐体6a,7aは、底板23に垂直に取り付けられた側板26を有している。なお、筐体5aと筐体6aの間には共通の側板27を有し、筐体5aと筐体7aの間にも共通の側板27を有している。
筐体6a,7aの孔24は、図3の断面図に示すように、上が小径孔24a、下が大径孔24bの2段構造となっており、小径孔24aと大径孔24bとの間は段部24cとなっている。そして、この段部24cが機能部材ユニット40が下方から挿入された際の係止部として機能する。
次に、ロードロック室6,7に設けられる機能部材ユニット40について説明する。
機能部材ユニット40は、図4の側面図および図5の平面図に示すように、ウエハWを載置して冷却するための円板状をなす冷却機能を有するステージ41と、ステージ41の下に設けられ、冷却水流路を有し、ステージ41を冷却する円筒状の冷却ジャケット42と、冷却ジャケット42の下に設けられ、ステージ41および冷却ジャケット42よりも大径の円板状の支持部材43と、支持部材43の下に取り付けられた、バルブ、アクチュエータ、センサー等の機能部品が集合した機能部44とを有し、ロードロック室6または7で用いられる機能部材の全てがユニット化されて構成されている。なお、ウエハWの処理の温度が低い場合には、ステージ41に冷却機能はなくてもよく、その場合には冷却ジャケット42は不要である。
なお、機能部材ユニット40のステージ41および冷却ジャケット42の径は、筐体6a,7aの小径孔24aよりも小さい。また、支持部材43の径は小径孔24aよりも大きく、大径孔24bよりも小さい。
ステージ41には、ウエハ搬送用の3本のリフターピン45がステージ41の表面(上面)に対して突没可能に設けられている。また、ステージ41の表面には、同心円状および放射状に溝46が形成されている。
支持部材43は、冷却ジャケット42から外方に突出したフランジ部43aを有しており、フランジ部43aの上面にはシールリング47が設けられている。
機能部44は、排気バルブ51、吸気バルブ52、ウエハ昇降用のリフターピンを昇降するアクチュエータ53、冷却水を受ける冷却水パン54、冷却水の漏れをチェックするリークセンサ55、真空から大気に戻すための大気スイッチ56、真空ゲージ57、リフターピンのスピードコントローラ58等を含む。図示はしていないが、電気的接続のためのエレキインターフェースおよびエア供給・排出のためのエアインターフェース、冷却水導入・排出部等も有している。
次に、このように構成されるマルチチャンバ真空処理システムの組み立て方について説明する。
まず、ベース部材20の筐体6a,7aに機能部材ユニット40を取り付ける際には、図6(a)に示すように、ロードロック室6または7で用いられる機能部材の全てがユニット化されて構成された機能部材ユニット40を、ベース部材20の筐体6aまたは7aの下方に位置させ、機能部材ユニット40を上昇させる。そうすると、図6(b)に示すように、ステージ41および冷却ジャケット42は、孔24を通過して筐体6aまたは筐体7a内に収容され、支持部材43のフランジ部43aの上面に設けられたシールリング47が段部24cに当接して密着される。その状態でねじ48により支持部材43と底板23の段部に対応する部分とをねじ止めし、機能部材ユニット40をベース部材20に固定する。
次に、ベース部材20への搬送室5の機能部材の取り付けに際しては、従来通り、搬送装置12の取り付けを、ベース12aを孔22に挿入し、ベース12aに回転・伸縮部13を取り付け、さらに支持アーム14a,14bを取り付けることにより行い、他の機能部品については個別的に取り付ける。
以上により、ベース部材20への必要な部品の取り付けが終了し、その後、搬送室5の各側壁の取り付けポートに真空処理室1〜4を取り付け、ロードロック室6,7に搬入出室8を取り付けて、マルチチャンバ真空処理システムの組み立てを完成させる。
本実施形態によれば、ロードロック室6、7における機能部材のベース部材20への取り付けを上述のように行うことにより、ベース部材20に対する機能部材の取り付けを極めて簡易に行うことができ、ベース部材の加工を簡略化することもできる。
すなわち、従来は、ロードロック室において、バルブ、アクチュエータ、センサー等の機能部品や、冷却ジャケットに代表される機能部材は、ベース部材に対しそれぞれ個別的に取り付けられていたため、取り付けに多くの時間がかかり、また、ベース部材に機能部品を直接取り付けるため、部品取付部が多く存在し、これら部品取付部の加工が煩雑で困難なものとなっていた。
これに対して、本実施形態では、ロードロック室6または7で用いられる機能部材の全てがユニット化されて構成された機能部材ユニット40をベース部材20に取り付けるので、それぞれの取り付け毎にベース部材20を占有する必要がなく、機能部材のベース部材への取り付けを簡易にかつ短時間で行うことができる。また、機能部材ユニット40は、必要な数を先作りすることが可能であり、極めて効率が高い。さらに、機能部材毎にベース部材20に取り付ける必要がないため、取り付けのための加工は孔24の形成だけでよく、ベース部材の加工を簡略化することもできる。また、機能部材ユニット40を孔24に挿入しさえすれば、全ての機能部材がベース部材20に取り付けられるので、取り付けが極めて簡単である。また、このように機能部材ユニット40を孔24に挿入しただけで、シールリング47が段部24cに密着するので、極めて簡便に真空シールを行うことができる。
なお、本発明は上記実施形態に限定されることなく、種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、真空処理室を4つ、ロードロック室を2つ設けたマルチチャンバ真空処理システムを例にとって説明したが、これらの数に限定されるものではなく、真空処理システムに限るものでもない。
また機能部材ユニット40のベース部材への取り付けにおいて、ロードロック室の筐体6a、6bの孔24には段部24cを設けなくともよく、このような場合には大径孔24bは無くなり、小径孔24aの外周部に機能部材ユニット40のフランジ部43aにあるシールリング47が当接する。
さらに、上記実施形態では、マルチチャンバ処理システムのロードロック室の機能部材をユニット化して一括してベース部材に取り付けた例を示したが、ロードロック室に限らず、他の室、例えば処理室の筐体をベース部材の一部とし、その室の機能部材をユニット化して一括してベース部材に取り付けるようにしてもよい。
さらに、被処理体についても、半導体ウエハに限らず、FPD用ガラス基板などの他のものを対象にすることができる。
1〜4;真空処理室
5;搬送室
5a,6a,7a;筐体
6,7;ロードロック室
8;搬入出室
12,16;搬送装置
20;ベース部材
23;底板
24;孔
24a;小径孔
24b;大径孔
24c;段部
30;制御部
40;機能部材ユニット
41;ステージ
42;冷却ジャケット
43;支持部材
44;機能部
47;シールリング
48;ねじ
G,G1,G2;ゲートバルブ
W;ウエハ

Claims (6)

  1. その中に基板を搬送する搬送装置を有する搬送室と、前記搬送室に連結された所定の機能を有する複数の機能室とを具備し、
    前記搬送装置により前記機能室に対する基板の搬送を行い、前記複数の機能室の一部で基板に対して所定の処理を行うマルチチャンバ処理システムであって、
    前記搬送室の筐体と前記複数の機能室の一部または全部の筐体とが一体となってベース部材を構成し、
    前記ベース部材に対応する前記機能室は、その中の全ての機能部材が一括してユニット化されて構成された機能部材ユニットを有し、この機能部材ユニットが前記ベース部材に取り付けられていることを特徴とするマルチチャンバ処理システム。
  2. 前記機能部材ユニットに対応する機能室の筐体の底板には、前記機能部材ユニットを挿入する孔が形成され、前記機能部材ユニットは、前記孔に挿入されて取り付けられていることを特徴とする請求項1に記載のマルチチャンバ処理システム。
  3. その中に基板を搬送する搬送装置を有する真空に保持された搬送室と、前記搬送室に連結され、基板に対して真空雰囲気で所定の処理を行う1または複数の処理室と、前記搬送室に連結され、大気雰囲気と真空雰囲気とに切替可能な1または複数のロードロック室とを具備し、
    基板が搬入された前記ロードロック室を真空雰囲気にして前記搬送装置によりその基板を前記処理室に搬送して基板に対して所定の処理を行うマルチチャンバ処理システムであって、
    前記搬送室の筐体と前記ロードロック室の筐体とが一体となってベース部材を構成し、
    前記ロードロック室は、その中の全ての機能部材が一括してユニット化されて構成された機能部材ユニットを有し、この機能部材ユニットが前記ベース部材に取り付けられていることを特徴とするマルチチャンバ処理システム。
  4. 前記機能部材ユニットを構成する機能部材は、基板を載置するステージ、排気バルブ、吸気バルブ、前記ステージのリフターピンのアクチュエータを含むことを特徴とする請求項3に記載のマルチチャンバ処理システム。
  5. 前記機能部材ユニットに対応するロードロック室の筐体の底板には、前記機能部材ユニットを挿入する孔が形成され、前記機能部材ユニットは、前記孔に挿入されて取り付けられていることを特徴とする請求項4に記載のマルチチャンバ処理システム。
  6. 前記機能部材ユニットは、前記ステージの下に設けられた前記ステージよりも大径の支持部材を有し、前記支持部材の前記ステージよりも外方に突出してフランジ部をなし、前記フランジ部の上面にはシール部材が設けられ、
    前記孔は、上部の小径孔と下部の大径孔の2段構造であり、これらの間に段部を有し、前記ステージは前記小径孔よりも小径であり、前記支持部材は前記大径孔よりも小径かつ前記小径孔よりも大径であり、
    前記機能部材ユニットは、前記孔の下方から前記ロードロック室の前記筐体内に挿入されて少なくとも前記ステージが前記筐体内に収容され、前記フランジ部の前記シール部材が前記段部に当接して密着され、その状態で前記機能部材ユニットが前記筐体に取り付けられることを特徴とする請求項5に記載のマルチチャンバ処理システム。
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