JP2645750B2

JP2645750B2 - 基板処理装置

Info

Publication number: JP2645750B2
Application number: JP19846489A
Authority: JP
Inventors: 太一藤田; 淳一荒見
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 1989-07-31
Filing date: 1989-07-31
Publication date: 1997-08-25
Anticipated expiration: 2012-08-25
Also published as: JPH0362944A

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、例えばプラズマエッチング装置等の基板処
理装置に関する。

（従来の技術）一般に基板処理装置は、基板例えばLCD基板あるいは
半導体基板（半導体ウエハ）等に所定の処理を施すため
の処理室と、この処理室内に基板をロード・アンロード
するための移送機構とを備えたものが多い。

例えばプラズマエッチング装置では、内部を真空排気
可能に構成された真空処理室内に、電極例えば平行平板
電極が設けられており、この平行平板電極の間に被処理
基板例えば表面にレジスト膜が形成されたLCD基板ある
いは半導体ウエハ等を配置する。そして、真空処理室内
を真空引きするとともにこの真空処理室内に所定のエッ
チングガスを導入し、平行平板電極間に高周波電圧を印
加してプラズマを発生させ、このプラズマにより上記被
処理基板上に形成された薄膜をエッチングするように構
成されている。

このようなプラズマエッチング装置では、真空排気可
能なロードロック室を真空処理室にゲートバルブを介し
て連設すると共に、その内部に基板移送機構を設け、こ
のロードロック室において、被処理基板の搬出入時の大
気状態と真空処理に見合う真空状態との圧力切替を行う
ように構成されたものが多用されており、これによって
真空処理室内の真空状態を破壊せず被処理基板の搬出入
を可能とし、スループットの向上や工程の自動化を図っ
ている。

（発明が解決しようとする課題）ところで、上述したプラズマエッチング装置の真空処
理室には、電極板の他に整流板やその他の部材が配置さ
れるため、真空排気用の排気管を側壁下部にしか設けら
れないことが多い。このため、排気孔の開孔面積を充分
にとることができず、排気速度を充分に上げることがで
きないという問題があった。真空処理室の排気速度は、
処理装置の性能、プロセス、スループット等に関係して
くるため、排気速度の向上が強く望まれている。

一方、真空処理室の側壁に複数の排気孔を形成し、こ
れらをマニホールドによって集約しつつ排気機構に接続
することによって、排気速度の増大を図ることも行われ
ているが、この場合、構造が複雑になると共に、接続部
が増大することによって高真空度の達成が困難になると
いう問題があった。

本発明は、このような従来技術の課題に対処するため
になされたもので、真空処理室のような高真空状態と移
送における低真空状態との間の圧力切替を行うような室
内の排気速度を充分に高め、性能、プロセス、スループ
ット等の向上を図った基板処理装置を提供することを目
的とするものである。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）すなわち本発明は、被処理基板に対して所定の処理を
施す中高真空処理室と、この中高真空処理室にゲートバ
ルブを介して配設された前記被処理板の移送手段を有し
かつ真空排気可能な移送室とを具備する基板処理装置に
おいて、少なくとも前記中高真空処理室の真空排気を、
該中高真空処理室の側壁下方に設けられた横長の排気孔
に、この排気孔の開孔面積に見合う開口断面積を有する
排気管を接続し、この排気管を介して行うように構成し
たことを特徴とするものである。

請求項２記載の発明は、真空処理室内に設けられた平
行平板電極間に高周波電圧を印加してプラズマを発生さ
せ、このプラズマにより前記平行平板電極の間に配置さ
れた被処理基板をエッチング処理するプラズマエッチン
グ装置において、前記真空処理室の側壁下方に設けられ
た横長の排気孔と、この排気孔の開孔面積と同じ開口断
面積を有する排気管と、この排気管に接続されたターボ
ポンプとこのターボポンプに接続されたロータリー型真
空ポンプとを備え、前記真空処理室の排気を行なうこと
を特徴とするプラズマエッチング装置。

請求項３記載の発明は、前記被処理基板はLCD基板で
あり、このLCD基板を搬送するアームが通過するアーム
通過孔が設けられた前記真空処理室の側壁と、この側壁
に隣接する側壁の下方に前記排気孔が設けられているこ
とを特徴とする請求項２記載のプラズマエッチング装
置。

請求項４記載の発明は、被処理基板をプラズマエッチ
ング処理するエッチング用真空処理室と、このエッチン
グ用真空処理室とゲートバルブを介して配設され、真空
排気可能な真空移送室と、この真空移送室とゲートバル
ブを介して配設され前記被処理基板をアッシングするア
ッシング用真空処理室と、前記真空移送室に設けられた
前記エッチング用真空処理室から前記アッシング用真空
処理室へ被処理基板を搬送する搬送アームとを備えた真
空処理装置において、前記エッチング用真空処理室及び
前記アッシング用真空処理室には、これらの処理室の側
壁下方に設けられた横長の排気孔と、この排気孔に接続
された排気管と、これらの排気管にそれぞれ接続された
ターボポンプと、これらのターボポンプに接続され前記
処理室内を真空排気するロータリーポンプとを具備した
ことを特徴とする真空処理装置。

請求項５記載の発明は、前記被処理基板はLCD基板で
あり、このLCD基板を搬送するアームが通過するアーム
通過孔が設けられた前記処理室の側壁と、この側壁に隣
接する側壁の下方に前記排気孔が設けられていることを
特徴とする請求項４記載の真空処理装置。

（作用）本発明においては、真空処理室の側壁下方に横長の排
気孔を設け、この排気孔の開孔面積に見合う開口断面積
を有する排気管を上記排気孔に接続している。そして、
上記排気管を介して真空処理室の真空排気を行っている
ため、排気孔を複数設けることなく充分な排気速度が確
保される。

（実施例）以下、本発明の真空処理装置の実施例を図面を参照し
て説明する。

第１図は、本発明装置を適用したプラズマエッチング
装置の一実施例の構成を示す図である。

このプラズマエッチング装置１は、エッチング用の中
高真空処理室２とアッシング用の中高真空処理室３とを
備えており、それぞれプラズマ発生用の平行平板電極４
を有している。これらエッチング用真空処理室２とアッ
シング用真空処理室３とは、基板移送用の搬送アーム５
が内装され真空排気可能な真空移送室６を介して連設さ
れている。また、これらエッチング用真空処理室２と真
空移送室６間およびアッシング用真空処理室３と真空移
送室６間には、それぞれゲートバルブ７、８が設置され
ている。

また、エッチング用真空処理室２およびアッシング用
真空処理室３のそれぞれの多端部側には、基板移送用の
搬送アーム５が内装され真空排気可能なロードロック室
９、10がゲートバルブ11、12を介して配設されている。
これらロードロック室９、10は、それぞれの他端部側に
設けられたゲートバルブ13、14によって大気開放が可能
とされており、これら大気開放用のゲートバルブ13、14
側にセンダ15およびレシバ16が連設されている。

上記ロードロック室９、10、真空移送室６、エッチン
グ用真空処理室２およびアッシング用真空処理室３に
は、個々に排気管17、18、19、20、21が接続されてお
り、これら排気管17、18、19、20、21とゲートバルブ
７、８、11、12、13、14とによって個別に雰囲気圧の状
態制御が可能とされている。

ここで、中高真空処理室２（３）を例として、各室の
真空排気系について第２図を参照して説明する。

第２図は、中高真空処理室２（３）の構成を概略的に
示す斜視図である。中高真空処理室２は、角型のアルミ
のブロックを繰り抜いて形成した真空容器本体31とその
上部開口を密閉する図示を省略した開閉自在の覆蓋とか
らなる真空室32と、この真空室32の中央に配置された図
示を省略した平行平板電極（４）と、真空容器本体31に
接続された排気系40とから主として構成されている。

上記真空室32の対向する側壁には、それぞれ偏平なア
ーム通過孔33が穿設されており、このアーム通過孔33に
は図示しないゲートバルブが設けられ、この真空室32を
気密に閉鎖できるようにされている。

また、これらのアーム通過孔33が形成された側壁と隣
接する一方の側壁31a下方には、横長の排気孔41が穿設
されている。この排気孔41には真空室32の外側から中空
台形状のジョイント部42が接続されている。そして、こ
のジョイント部42の下部に、上記排気孔41の開孔面積と
ほぼ同等の開口断面積を有する排気管43が接続されてお
り、この排気管43に接続された図示を省略した真空ポン
プによって、真空室32内の真空排気が行われるよう、排
気系40が構成されている。

すなわち、真空室32に設ける排気孔41を横長にするこ
とによって、排気孔面積を充分に取ると共に、この排気
孔面積とほぼ同等の排気管43をジョイント部42を介して
接続することによって排気速度の低下を防止しており、
これによって急速排気を実現している。

各真空処理室２、３にジョイント部18a、20aを介して
接続された排気管18、20は、第１図に示したように、そ
れぞれターボポンプ22、23を介してロータリー型真空ポ
ンプ27、28に接続されており、ロードロック室９、10と
真空移送室６の排気管17、19、21は、それぞれ排気能力
を低下させないように、メカニカルブースターポンプ2
4、25、26に接続した後、ロータリー型真空ポンプ29 1
台に集中して接続されている。また、ロードロック室
９、10および真空移送室６の排気管17、19、21には、室
内動作に同期して真空排気を行えるよう制御バルブ17
b、19b、21bが介挿されている。また、これらの制御バ
ルブ17b、19b、21bは、ロードロック室９、10および真
空移送室６の排気時によるそれぞれのメカニカルブース
ターポンプ24、25、26の排圧上昇による排気速度の圧力
の影響を防止するためにも用いられる。

次に、上記エッチング装置１の動作について説明す
る。

まず、センダ15から供給される例えばレジストを塗布
したLCD基板30は、搬送アーム５によって大気圧状態と
されたロードロック室９内に取り込まれる。この状態で
ゲートバルブ13ぎ閉塞されてエッチング用真空処理室２
の真空度より高い真空度にロードロック室９内が真空排
気され、この後、LCD基板30はエッチング用真空処理２
内に移送される。

すなわち、第３図に示すように、回転軸により枢動可
能とされた２つの間接部で連結された３つのアーム51、
52、53からなる搬送アーム５を最大伸長状態とし、先端
の第３アーム53に設けられた基板搭載部54によってLCD
基板30をセンダ15から受け取る（同図−ａ）。

ここで、搬送アーム５は、真空室32の中央に突設され
た図示しない２重回転軸の外軸に第１アーム51が固定さ
れており、２重回転軸および各間接部の回転軸には図示
しないプーリーが軸装され、各プーリー間には複数のガ
イドローラーを介してベルトが掛け渡されて、２重回転
軸の内軸の回転により各間接部が回転するように構成さ
れている。そして、２重回転軸の外軸と内軸とは各アー
ム51、52、53が第３図に示す動きをするよう別々にその
回転が制御される。

LCD基板30を受取った後、搬送アーム５は、第１アー
ム51が図中反時計方向に等速度で回転し、第２アーム52
が時計方向に第１アーム51の２倍の角速度で回転し、第
３アーム53が第１アーム51と同方向に同一角速度で回転
する。従って、搬送アーム５は、同図（ａ）の状態から
同図（ｂ）、（ｃ）に示すように、第１アーム51と第２
アーム52の間接部が屈曲しつつ第３アーム53が同一直線
上を後退する。この時、第１図に示したセンダ15側のゲ
ートバルブ13は開放され、エッチング用真空処理室２側
のゲートバルブ11は閉鎖されており、真空室32内は大気
圧とされている。

このようにして第１アーム51の回転軸から第３アーム
53の先端までの距離がほぼ第１アーム51の長さと等しく
なったところで、内軸の回転が一旦停止し、同図
（ｄ）、（ｅ）に示すように、この状態を維持したまま
180゜回転する。この時、センダ15側のゲートバルブ13
が閉鎖され、真空室32内の真空排気が行われると同時
に、それぞれのメカニカルブースターポンプ24、25、26
の排圧がそれぞれのメカニカルブースターポンプ24、2
5、26の吸気側の排気速度と圧力に影響がなくなるまで
の短時間制御バルブ17b、19b、21bは排気中でも閉鎖さ
れている。

真空室32内が所定の真空度に達した後、エッチング用
真空処理室２側のゲートバルブ11が開放され、２重回転
軸の外軸と内軸とがこれまでと反対側に回転され、同図
（ｆ）に示すようにアーム通過孔33から第３アーム53が
伸び出していき、LCD基板30が真空状態のエッチング用
真空処理室２内に挿入される。

エッチング用真空処理室２内にLCD基板30が搬送され
た後、ゲートバルブ11が閉鎖され、排気系40によって急
速に真空排気が行われる。この後、所定の真空度に保た
れたエッチング用処理室２内で高周波電力によるプラズ
マエッチング処理が行われる。そして、エッチング処理
が終了すると、真空雰囲気とされた真空移送室６を介し
て前述したような搬送アーム５によってLCD基板30の移
送が行われ、LCD基板30はアッシング用真空処理室３内
に移送される。ここでアッシング処理が行われた後、ロ
ードロック室10に移送されて大気開放が行われ、レシー
バ16に搬送される。

なお、同様にして搬送方向を逆にし、アッシング処理
後にエッチング処理を行うこともできる。

このように、この実施例のエッチング装置では、各真
空処理室の排気系を横長の排気孔とこの排気孔の開孔面
積とほぼ同等の開口断面積を有する排気管とにより構成
しているため、各真空処理室の排気速度を充分に大きく
設定することが可能となり、これによって真空排気に係
わる時間が大幅に短縮され、スループットの大幅な向上
が期待できる。

以上の実施例では、本発明をプラズマエッチング装置
に用いた例について説明したが、本発明はかかる実施例
に限定されるものではなく、各種真空処理装置への適用
が可能である。

［発明の効果］以上説明したように本発明の基板処理装置によれば、
たとえば真空処理室のような高真空状態と移送における
低真空状態との間の圧力切換を行う真空室の排気速度を
充分に大きく設定することが可能となるため、装置の性
能、プロセス、スループット等を向上させることが可能
となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のエッチング装置の構成を示
す図、第２図はその真空処理室の構成を示す図、第３図
は搬送アームによる基板の移送方法を説明するための図
である。２……エッチング用真空処理室、３……アッシング用真
空処理室、５……搬送アーム、６……真空移送室、７、
８、11、12、13、14……ゲートバルブ、９、10……ロー
ドロック室、17、18、19、20、21、43……排気管、18
a、20a、42……ジョイント部、22、23……ターボポン
プ、24、25、26……メカニカルブースタポンプ、27、2
8、29……ロータリー型真空ポンプ、41……横長な排気
孔。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】被処理基板に対して所定の処理を施す中高
真空処理室と、この中高真空処理室にゲートバルブを介
して配設された前記被処理基板の移送手段を有しかつ真
空排気可能な移送室とを具備する基板処理装置におい
て、少なくとも前記中高真空処理室の真空排気を、該中高真
空処理室の側壁下方に設けられた横長の排気孔に、この
排気孔の開孔面積に見合う開口断面積を有する排気管を
接続し、この排気管を介して行うよう構成したことを特
徴とする基板処理装置。
【請求項２】真空処理室内に設けられた平行平板電極間
に高周波電圧を印加してプラズマを発生させ、このプラ
ズマにより前記平行平板電極の間に配置された被処理基
板をエッチング処理するプラズマエッチング装置におい
て、前記真空処理室の側壁下方に設けられた横長の排気孔
と、この排気孔の開孔面積と同じ開口断面積を有する排気管
と、この排気管に接続されたターボポンプと、このターボポンプに接続されたロータリー型真空ポンプ
とを備え、前記真空処理室の排気を行なうことを特徴とするプラズ
マエッチング装置。
【請求項３】前記被処理基板はLCD基板であり、このLCD
基板を搬送するアームが通過するアーム通過孔が設けら
れた前記真空処理室の側壁と、この側壁に隣接する側壁
の下方に前記排気孔が設けられていることを特徴とする
請求項２記載のプラズマエッチング装置。
【請求項４】被処理基板をプラズマエッチング処理する
エッチング用真空処理室と、このエッチング用真空処理
室とゲートバルブを介して配設され、真空排気可能な真
空移送室と、この真空移送室とゲートバルブを介して配設され前記被
処理基板をアッシングするアッシング用真空処理室と、前記真空移送室に設けられた前記エッチング用真空処理
室から前記アッシング用真空処理室へ被処理基板を搬送
する搬送アームとを備えた真空処理装置において、前記エッチング用真空処理室及び前記アッシング用真空
処理室には、これらの処理室の側壁下方に設けられた横長の排気孔
と、この排気孔に接続された排気管と、これらの排気管にそれぞれ接続されたターボポンプと、これらのターボポンプに接続され前記処理室内を真空排
気するロータリー型真空ポンプとを具備したことを特徴
とする真空処理装置。
【請求項５】前記被処理基板はLCD基板であり、このLCD
基板を搬送するアームが通過するアーム通過孔が設けら
れた前記処理室の側壁と、この側壁に隣接する側壁の下
方に前記排気孔が設けられていることを特徴とする請求
項４記載の真空処理装置。