JP2816139B2 - 真空処理装置用搬送システム及び真空処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、真空処理装置に係
り、特に複数の真空処理室を有する真空処理装置 用搬送
システムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ドライエッチング装置、ＣＶＤ装置ある
いはスパッタリング装置などの真空処理装置において
は、定められた複数枚の被処理基板を一つの単位（一般
にロットとよばれる）として基板カセットに収納して装
置に投入し、処理済みの基板も同一の単位毎に基板カセ
ットに収容して回収することにより、生産の効率化を図
るのが一般的な真空処理装置である。

【０００３】しかしながら、上記のような真空処理装
置、特にドライエッチング装置、ＣＶＤ装置など活性ガ
スによる反応を利用する装置においては、処理を行うに
従って反応生成物が処理容器内に付着、堆積するため
に、真空性能の劣化、ゴミの増加、光学モニタ信号のレ
ベル低下などの問題が生じることがしばしばあり、これ
を避けるために定期的に処理容器内をクリーニングする
作業が行われている。クリーニング作業には、有機溶剤
等によって付着物を拭き取る、所謂ウェットクリーニン
グと、付着物を分解する活性ガスやプラズマを利用する
ドライクリーニングとがあるが、作業性や効率面からは
ドライクリーニングが優れており、こうした機能は生産
ラインの自動化が進むにつれて不可欠なものとなりつつ
ある。

【０００４】このような機能を備えた真空処理装置の一
例として、実開昭６３−１２７１２５号公報に開示され
た装置などがあげられる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】例えば、実開昭６３−
１２７１２５号公報に開示された装置においては、処理
室をプラズマクリーニングするにあたってあらかじめ真
空予備室に収容されたダミーウェーハを処理室内に搬入
し、プラズマクリーニングが終了したら搬送手段によっ
てダミーウェーハを真空予備室に戻すようになされてい
る。このため、ダミーウェーハを収容する真空予備室
は、大きな容積を必要とするとともにダミーウェーハ専
用の搬送機構を必要とし、装置が複雑化するという問題
があった。

【０００６】また、一旦、プラズマクリーニングに使用
されたダミーウェーハが、再び真空予備室に戻された後
に正規の処理を続行するため、真空予備室内では使用済
みのダミーウェーハとこれから正規の処理を受けようと
する未処理のウェーハとが混在することとなり、製品汚
染の観点から好ましくない。

【０００７】本発明の目的は、上記の問題点を解決し、
ゴミの発生や残留ガスなどによる製品の汚染をなくし、
高い生産効率と高い製品歩留まりを実現する真空処理装
置用搬送システムを提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、被処理基板を一枚毎真空処理する複数の
真空処理室に連結された搬送室と、被処理基板もしくは
処理済基板を複数枚収納できるカセットを大気中で載置
するカセット台と、前記大気中のカセットとの間で前記
被処理基板もしくは処理済基板を搬入出するとともに、
前記搬送室を介していずれかの真空処理室との間で前記
被処理基板もしくは処理済基板を搬入出するためのロー
ドロック室／アンロードロック室と、前記大気中のカセ
ットと前記ロードロック室／アンロードロック室との間
で前記被処理基板もしくは処理済基板を搬送する搬送装
置と、前記ロードロック室／アンロードロック室の大気
側及び真空側にそれぞれ設けられ、該ロードロック室／
アンロードロック室を大気雰囲気もしくは真空雰囲気に
切り替えるために前記被処理基板もしくは処理済基板を
搬入出する毎に開閉される隔離弁とを備え、大気雰囲気
の前記ロードロック室／アンロードロック室と前記大気
中のカセットとの間で、前記被処理基板もしくは処理済
基板を一枚毎搬入出するとともに、真空雰囲気の前記ロ
ードロック室／アンロードロック室と前記いずれかの真
空処理室との間で、前記被処理基板もしくは処理済基板
を一枚毎搬入出する真空処理装置用搬送システムに特徴
がある。

【０００９】本発明の他の特徴は、被処理基板を一枚毎
真空処理する複数の真空処理室と、該複数の真空処理室
に連結された搬送室と、被処理基板もしくは処理済基板
を複数枚収納できるカセットを大気中で載置するカセッ
ト台と、前記大気中のカセットとの間で前記被処理基板
もしくは処理済基板を搬入出するとともに、前記搬送室
を介していずれかの真空処理室との間で前記被処理基板
もしくは処理済基板を搬入出するためのロードロック室
／アンロードロック室と、前記大気中のカセットと前記
ロードロック室／アンロードロック室との間で前記被処
理基板もしくは処理済基板を搬送する搬送装置と、前記
ロードロック室／アンロードロック室の大気側及び真空
側にそれぞれ設けられ、該ロードロック室／アンロード
ロック室を大気雰囲気もしくは真空雰囲気に切り替える
ために前記被処理基板もしくは処理済基板を搬入出する
毎に開閉される隔離弁とを備え、大気雰囲気の前記ロー
ドロック室／アンロードロック室と前記大気中のカセッ
トとの間で、前記被処理基板もしくは処理済基板を一枚
毎搬入出するとともに、真空雰囲気の前記ロードロック
室／アンロードロック室と前記いずれかの真空処理室と
の間で、前記被処理基板もしくは処理済基板を一枚毎搬
入出する真空処理装置にある。

【００１０】本発明によれば、いずれかの真空処理室と
の間で搬送室を介して被処理基板もしくは処理済基板を
搬入出するためのロードロック室／アンロードロック室
があり、このロードロック室／アンロードロック室を大
気雰囲気もしくは真空雰囲気に切り替えるために被処理
基板もしくは処理済基板を搬入出する毎に開閉される隔
離弁が設けられている。そして、大気雰囲気のロードロ
ック室／アンロードロック室と大気中のカセットとの間
で、被処理基板もしくは処理済基板を一枚毎搬入出する
とともに、真空雰囲気のロードロック室／アンロードロ
ック室といずれかの真空処理室との間で、被処理基板も
しくは処理済基板を一枚毎搬入出する。そのため、基板
の搬入出に伴い真空処理室とロードロック室／アンロー
ドロック室が連通状態になっている時間は短い。従っ
て、処理済基板に付着したゴミや残留ガスのロードロッ
ク室／アンロードロック室に持ちこまれる量が少なくな
り、ゴミの発生や残留ガスなどによる製品の汚染をなく
し、高い生産効率と高い製品歩留まりを実現する真空処
理装置用搬送システムを提供することができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を図１に
より説明する。

【００１２】図１は、本発明による真空処理装置の、半
導体ウェーハに対するドライエッチング処理を行う装置
への応用を示す図である。

【００１３】装置は、未処理のウェーハ（基板）を収納
した状態で、装置に処理対象を供給し、かつ処理済みの
ウェーハ（基板）を再度元の位置に収納して回収するた
めの、複数（通常２５枚）のウェーハ（基板）を収納で
きる複数のカセット１ａ、１ｂおよび１ｃ、該カセット
１ａ、１ｂ、１ｃを載置し、装置への導入／払出しの位
置を決定するための、位置及び姿勢を変えることがな
く、水平又は水平に近い平面の上に常に一定位置に固定
されたカセット台２ａ、２ｂ、２ｃ、図示しない真空排
気装置及びガス導入装置を装備し、ウェーハを真空雰囲
気に導入するためのロードロック室（基板受入室）５、
同じくウェーハを大気中に取りだすためのアンロードロ
ック室（基板取出室）６、ウェーハにエッチング処理を
施すためのエッチング１１、それらをそれぞれ気密に分
離可能な隔離弁１２、及びロードロック室（基板受入
室）５／アンロードロック室（基板取出室）６とカセッ
ト１ａ、１ｂ、１ｃとの間に配置され、Ｘ、Ｙ、Ｚ及び
θ軸を有するロボットを備えた、ロードロック室（基板
受入室）５／アンロードロック室（基板取出室）６とカ
セット１ａ、１ｂ、１ｃとの間でウェーハ（基板）を授
受するための第１搬送装置１３から構成されている。

【００１４】装置の動作としては、まず、未処理のウェ
ーハ（基板）を収納したカセット１ａ、１ｂがストッカ
（図示省略）から装置へとロボット又はオペレータによ
り供給され、カセット台２ａ、２ｂに載置される。この
時カセット台２ａ、２ｂは水平な同一平面上にあるた
め、カセットの供給動作を単純化することが可能であ
り、生産ラインの自動化への対応が容易である。一方、
カセット台２ｃには、ダミーウェーハを収納したカセッ
ト１ｃが載置される。

【００１５】装置は、カセットに付与された生産情報を
自ら認識するか、上位の制御装置から送られる情報に基
づくか、あるいはオペレータの入力する命令によるか、
いずれかの方法によりウェーハに処理を行うことができ
る。

【００１６】カセット１ａに収納された未処理のウェー
ハ（基板）２０を第１搬送装置１３により抜き取り、第
１搬送装置１３に対してカセット１ａとは反対側に配置
されたロードロック室（基板受入室）５へ隔離弁１２ａ
を通して搬入する。このときウェーハ（基板）２０は、
カセット１ａ内のいずれの場所に収納されたものでも良
い。ウェーハ（基板）２０は、隔離弁１２ａからロード
ロック室（基板受入室）５に入った後、隔離弁１２ｂか
らアンロードロック室（基板取出室）６を出るまで、装
置外部の雰囲気とは完全に遮断された状態にあるので、
隔離弁１２ａ、１２ｂを境にして仕切りを設け、カセッ
ト台２ａ、２ｂとそこに載置されたカセット１ａ、１ｂ
及び第１搬送装置１３のみを清浄度の高いクリーンルー
ム側に置き、残りの部分は清浄度の低いメインテナンス
ルーム側に置くことができる。ロードロック室（基板受
入室）５は、隔離弁１２ａを閉じた後、排気装置（図示
省略）によって所定の圧力まで真空排気され、次いで、
隔離弁１２ｂが開放されてウェーハ（基板）２０は、搬
送室１６に設置された真空搬送装置（図示省略）により
エッチング室１１（１１ａ，１１ｂ，１１ｃ）へ搬送さ
れ、試料台８（８ａ，８ｂ，８ｃ）上に載置される。

【００１７】エッチング室１１に搬入されたウェーハ
（基板）２０は、所定の条件によりエッチング処理を施
される。この間に、ロードロック室（基板受入室）５は
隔離弁１２ａ、１２ｂを閉じた状態で、ガス導入装置４
により大気圧に復帰され、開放された隔離弁１２ａから
１枚目のウェーハと同様に２枚目のウェーハ（基板）が
第１搬送装置１３によって搬入され、再び排気装置によ
って所定の圧力まで真空排気される。１枚目のウェーハ
２０のエッチング処理が終了すると、隔離弁１２ｃが開
かれて処理済みのウェーハ（基板）２０がアンロードロ
ック室（基板取出室）６に搬出され、続いて隔離弁１２
ｃが閉じられ、隔離弁１２ｂが開かれて２枚目のウェー
ハ（基板）がロードロック室（基板受入室）５から搬入
され、隔離弁１２ｂを閉じた後エッチング処理が開始さ
れる。

【００１８】アンロードロック室（基板取出室）６に搬
出された処理済みウェーハ（基板）２０は、アンロード
ロック室（基板取出室）６を大気圧に復帰した後、隔離
弁１２ｄを通して第１搬送装置１３によって大気中に取
りだされ、当初収納されていたカセット１ａ内の元の位
置へ戻される。

【００１９】以上の動作を繰り返して、カセット１ａに
収納されていた未処理ウェーハの処理が完了し、元の位
置に再収納し終わるとカセット１ａは回収可能となり、
別の未処理のウェーハを収納したカセットと交換される
が、装置はその間カセット１ｂ内の未処理ウェーハの処
理を続けており、カセット１ｂの全てのウェーハの処理
が完了する前に別の未処理のウェーハを収納したカセッ
トが供給されれば、装置は常に連続的に稼働可能であ
る。この時カセット１ａ、カセット１ｂは水平な同一平
面上にあるため、カセット１ａの回収作業及び別の未処
理のウェーハを収納したカセットの供給作業を、第１搬
送装置１３によるカセット１ｂへのアクセスに影響を与
えることなく行うことができる。

【００２０】エッチング室１１は、処理を重ねるにつれ
て反応生成物が内壁面に付着、堆積してくるためにプラ
ズマクリーニングによって付着物を除去し、元の状態に
復旧してやる必要があるが、プラズマクリーニングの実
施に当っては、カセット１ｃに収納されたダミーウェー
ハ３０を第１搬送装置１３によって抜取り、以降は前記
被処理ウェーハ２０の場合と全く同様にして処理を行っ
た後、ダミーウェーハ３０をカセット１ｃ内の元の位置
に戻すことができ、ダミーウェーハ３０は常にカセット
１ｃ内にストックされていることになる。尚、カセット
１ｃのダミーウェーハ３０が全てプラズマクリーニング
で使用された場合や、数回の使用により使用不良となっ
た場合、ダミーウェーハ３０はカセット１ｃごと全て交
換される。

【００２１】従って、プラズマクリーニングを特別な処
理シーケンスとして扱う必要は無く、通常のエッチング
処理の中に組み込んで一連の作業として行うことがで
き、クリーニングを実施する周期も任意に設定すること
が可能である。装置のハードウェア上からもプラズマク
リーニングの為の専用の機構は必要が無く、複数のカセ
ット台の一つ（本例の場合２ｃ）にダミーウェーハ３０
を収納したカセット（本例の場合１ｃ）を設置するだけ
で良く、プラズマクリーニングの必要が無い用途の場合
には、ダミーウェーハ３０を収納したカセットの代わり
に、被処理ウェーハ（基板）２０を収納したカセットを
設置することにより、より効率良く生産を行うことがで
きることは説明するまでもない。

【００２２】また、一旦プラズマクリーニングに使用さ
れたダミーウェーハは、再び大気中の元のカセットに戻
るようになされているので、真空室内では使用済みのダ
ミーウェーハとこれから正規の処理を受けようとする未
処理のウェーハとが混在することがなく、製品の汚染の
心配も無い。更に、使用済みのダミーウェーハは、カセ
ットの元の位置に戻されるので、使用済みのダミーウェ
ーハと未使用のダミーウェーハまたは使用頻度の少ない
ダミーウェーハと高いダミーウェーハとの混同を防止で
き、プラズマクリーニングにダミーウェーハを有効に、
かつ、不都合なく使用し得る。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ゴミの発生や残留ガスなどによる製品の汚染をなくし、
高い生産効率と高い製品歩留まりを実現する真空処理装
置用搬送システムを提供することができるという効果が
有る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のドライエッチング装置の平
面図である。

【符号の説明】

１…基板カセット、２…カセット台、５…ロードロック
室（基板受入室）、６…アンロードロック室（基板取出
室）、８…試料台、１１…エッチング室、１２…隔離
弁、１３…第１搬送装置、１６…搬送室、２０…ウェー
ハ（基板）、３０…ダミーウェーハ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊藤 温司 山口県下松市大字東豊井794番地 株式 会社 日立製作所 笠戸工場内 (56)参考文献 特開 平２−94647（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−246635（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−298180（ＪＰ，Ａ)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被処理基板を一枚毎真空処理する複数の真
   空処理室に連結された搬送室と、 被処理基板もしくは処理済基板を複数枚収納できるカセ
   ットを大気中で載置するカセット台と、 前記大気中のカセットとの間で前記被処理基板もしくは
   処理済基板を搬入出するとともに、前記搬送室を介して
   いずれかの真空処理室との間で前記被処理基板もしくは
   処理済基板を搬入出するためのロードロック室／アンロ
   ードロック室と、 前記大気中のカセットと前記ロード
   ロック室／アンロードロック室との間で前記被処理基板
   もしくは処理済基板を搬送する搬送装置と、 前記ロードロック室／アンロードロック室の大気側及び
   真空側にそれぞれ設けられ、該ロードロック室／アンロ
   ードロック室を大気雰囲気もしくは真空雰囲気に切り替
   えるために前記被処理基板もしくは処理済基板を搬入出
   する毎に開閉される隔離弁とを備え、 大気雰囲気の前記ロードロック室／アンロードロック室
   と前記大気中のカセットとの間で、前記被処理基板もし
   くは処理済基板を一枚毎搬入出するとともに、真空雰囲
   気の前記ロードロック室／アンロードロック室と前記い
   ずれかの真空処理室との間で、前記被処理基板もしくは
   処理済基板を一枚毎搬入出することを特徴とする真空処
   理装置用搬送システム。
2. 【請求項２】被処理基板を一枚毎真空処理する複数の真
   空処理室と、 該複数の真空処理室に連結された搬送室と、 被処理基板もしくは処理済基板を複数枚収納できるカセ
   ットを大気中で載置するカセット台と、 前記大気中のカセットとの間で前記被処理基板もしくは
   処理済基板を搬入出するとともに、前記搬送室を介して
   いずれかの真空処理室との間で前記被処理基板もしくは
   処理済基板を搬入出するためのロードロック室／アンロ
   ードロック室と、 前記大気中のカセットと前記ロード
   ロック室／アンロードロック室との間で前記被処理基板
   もしくは処理済基板を搬送する搬送装置と、 前記ロードロック室／アンロードロック室の大気側及び
   真空側にそれぞれ設けられ、該ロードロック室／アンロ
   ードロック室を大気雰囲気もしくは真空雰囲気に切り替
   えるために前記被処理基板もしくは処理済基板を搬入出
   する毎に開閉される隔離弁とを備え、 大気雰囲気の前記ロードロック室／アンロードロック室
   と前記大気中のカセットとの間で、前記被処理基板もし
   くは処理済基板を一枚毎搬入出するとともに、真空雰囲
   気の前記ロードロック室／アンロードロック室と前記い
   ずれかの真空処理室との間で、前記被処理基板もしくは
   処理済基板を一枚毎搬入出することを特徴とする真空処
   理装置。