JP3073000B2 - 真空処理方法及び装置 - Google Patents

真空処理方法及び装置

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JP3073000B2
JP3073000B2 JP02177413A JP17741390A JP3073000B2 JP 3073000 B2 JP3073000 B2 JP 3073000B2 JP 02177413 A JP02177413 A JP 02177413A JP 17741390 A JP17741390 A JP 17741390A JP 3073000 B2 JP3073000 B2 JP 3073000B2
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【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、真空処理方法及び装置に係り、特に複数の
試料を収納したカセットを供給し、処理済み試料をカセ
ットに収納して回収する方式の真空処理方法及び装置に
関するものである。
〔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
済みの再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運
転方法である。
第2図は、従来の真空処理装置の一例を示す。かかる
装置におては、真空室をコの字状に配置し、その両端に
搬入室,搬出室を、前記搬入室と搬出室の中間に複数の
処理室を設け、いわゆるインライン型のカセット・ツ−
・カセット方式により、試料に真空処理を連続的に行う
ようになされている。
このような真空処理装置の例としては、例えば、特開
昭63−303062号公報に開示された装置などがあげられ
る。
カセットは、搬入側,搬出側ともに大気中にセットさ
れる。搬入室を大気圧にして隔離弁を開放し、カセット
駆動装置と基板搬送装置とを連動させて、カセットの最
下段に収容された未処理基板を搬入室に搬入する。次
に、搬入室内を真空排気したのちに搬入室と処理室の間
の間隔弁を開放し、搬入室と処理室とを連通させて処理
室に基板を搬入し、隔離弁を閉じて基板に所望の処理を
行う。この処理を行う間に、搬入室は再び大気圧に復帰
され、カセットの下から2段目に収納された未処理基板
が搬入室に搬入される。1枚目の基板の処理が完了する
と、1枚目の基板は搬出室へ、2枚目の基板は処理室へ
と順次送られ、2枚目の基板に処理が行われる間に1枚
目の基板は大気圧に戻された搬出室からカセットの最上
段へと搬出される。以下同様にして1枚ずつ処理を行
い、最終の基板がカセットに収納された後カセットを回
収する。
〔発明が解決しようとする課題〕
近年、半導体素子をはじめとする電子デバイスに対す
る微細化,高集積化,高密度化の要求はますます高まる
一方であり、歩留まり向上を阻害するパ−ティクル発生
の最大要因である人間を、生産環境から排除する動きが
強まりつつある。こうした生産現場では、従来人間に依
存していた各装置間,生産ライン間の製品の移動や、装
置への未処理基板の投入/回収作業などを搬送ロボット
によって行う方式が採用されており、生産装置側にも搬
送ロボットとのインタ−フェイスを備えることが求めら
れている。
また、上記のようないわゆる生産ラインの自動化に伴
って、生産管理システムも自動化され、ロボットが搬送
する製品単位毎に生産管理情報を付与し、各工程では付
与された情報をもとに処理を行い、記録を管理するとい
ったシステムが用いられており、ロボットが搬送する製
品単位も標準的には、1カセットが1単位であるが、2
カセットで1単位、あるいは逆に1カセット中に複数の
製品単位が混在するといった場合もあり、ユ−ザ−の使
い方に応じて、フレキシブルに対応できる生産装置が求
められている。
以上のような環境の変化を踏まえて前記従来技術を見
ると、第2図に示された装置においては、製品単位が複
数のカセットで構成されているような場合には、これに
対応してロ−ド/アンロ−ド両側に複数のカセット移動
機構を設ける必要があり、カセットを上下に移動させる
ため装置の構造が複雑化するという問題があり、また、
コストアップの問題も顕著なものとなる。また、カセッ
ト内に収納された基板は、未処理/処理済みにかかわら
ず、1枚の基板を出し入れする毎に全基板が移動する必
要があり、ゴミの発生,付着という問題が避けられない
ものとなっている。
上記の問題点に鑑みて、カセットを固定化することに
より、装置の簡略化,ゴミの発生の問題の解決を図った
ものもあるが、そうした場合においてもなお、下記のよ
うな問題があった。
即ち、前記の従来技術においては、搬入側にセットす
る、未処理基板を収納したカセットと、取り出し側にセ
ットする空のカセットが、常に一対で投入,回収される
必要があり、また、処理済みの基板は、搬入側のカセッ
トに収納されていた時とは逆の順番で搬出側のカセット
に収納されるようになされている。
このため、一般的に用いられている各カセット毎に生
産情報を付与する方式に対応するには、一旦回収した搬
出側のカセットから、空になった搬入側のカセットに再
度処理済みの基板を移し換える必要があり、工程数が増
れるのみならず、ゴミの発生による歩留まりの低下など
の問題が生じていた。
また、装置稼働率の面からも、搬入側カセットから最
後に投入された基板が、全て搬出側カセットに収納され
て、次の空カセットが設置されるまでは新たな投入を持
つか、あるいは新たに投入した基板の処理進行を中断し
て持つ必要が生じるという不都合が生じていた。
本発明の目的は、生産ラインの自動化への対応を容易
にすることのできる真空処理方法及び装置を提供するこ
とにある。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的は、大気中に設けられた1台の搬送手段によ
って、大気中に設置された複数のカセットの一方から被
処理基板を取り出すとともに該被処理基板をロードロッ
ク室に搬入し、該被処理基板をロードロック室を介して
真空雰囲気内に導入し、該真空雰囲気内に導入された被
処理基板を処理室で処理し、該処理された処理基板をア
ンロードロック室を介して大気雰囲気に取り出し、該大
気雰囲気に取り出された処理基板を前記搬送手段によっ
て該処理基板が取り出された前記カセットの元の位置に
戻し、該処理基板を回収する方法とし、被処理基板を処
理するための処理室が設けられた真空室と、真空室に設
けられ被処理基板を真空雰囲気内に導入するためのロー
ドロック室と、真空室設けられ処理室で処理された処理
基板を大気雰囲気に取り出すためのアンロードロック室
と、被処理基板または処理基板を収納する複数のカセッ
トを大気中に配置するためのカセット台と、大気中であ
って複数のカセットおよびロードロック室とアンロード
ロック室に対向して設けられ複数のカセットおよびロー
ドロック室とアンロードロック室に対して基板の出し入
れを行う1台の搬送手段とを具備した装置とすることに
より、達成される。
〔作用〕
上記のように、大気中に複数のカセットと搬送手段を
配置し、1台の搬送手段によってカセットとロード,ア
ンロードロック室の間で試料を運び、カセット内から試
料を取り出し、該試料を処理室で処理した後、該試料を
カセットの試料を取り出した元の位置に戻すことがで
き、回収時点では、試料は同一カセットの同一位置に常
に収納され、製品単位毎に付与された生産情報と1対1
の対応を保ったまま次の工程に進めることができ、半導
体生産ラインの自動化への適応の容易化を図ることがで
きる。
〔実 施 例〕
以下、本発明の一実施例を第1図により説明する。
第1図は、本発明による真空処理装置の、半導体ウェ
−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。
装置は、未処理のウェ−ハを収納した状態で、装置に
処理対象を供給し、かつ、処理済みのウェ−ハを再度元
の位置に収納して回収するための、複数(通常25枚)の
ウェ−ハを収納できるカセット1a,1b、該カセット1a,1b
を載置し、装置への導入/払出しの位置を決定するため
の、位置および姿勢を換えることがなく、常に一定位置
に固定されたカセット台2、図示しない真空排気装置お
よびガス導入装置を装備し、未処理のウェ−ハを真空雰
囲気に導入するためのロ−ドロック室3、同じく処理済
みのウェ−ハを大気中に取りだすためのアンロ−ドロッ
ク室4、ウェ−ハにエッチングを施すためのエッチング
処理室5、それらをそれぞれ気密に分離可能な隔離弁6
およびロ−ドロック室3/アンロ−ドロック室4とカセッ
ト1a,1bとの間でウェ−ハを授受するための搬送装置7
から構成されている。
装置の動作としては、まず、未処理のウェ−ハを収納
したカセット1a,1bがストッカから装置へとロボット又
はオペレ−タにより供給され、カセット台2に載置され
る。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−タの入力する命令によるか、いずれか
の方法によりウェ−ハに処理を行うことができる。
カセット1aに収納された未処理のウェ−ハ10を搬送装
置7により抜き取り、隔離弁6aを通してロ−ドロック室
3へ搬入する。このときウェ−ハ10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。ロ−ドロック
室3は、隔離弁6aを閉じた後、排気装置により所定の圧
力まで真空排気され、次いで隔離弁6bが開放されてウェ
−ハ10はエッチング室5へ搬送される。
エッチング室5に搬入されたウェ−ハ10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−ド
ロック室3は隔離弁6a,6bを閉じた状態で、ガス導入装
置により大気圧に復帰され、開放された隔離弁6aから1
枚目のウェ−ハと同様に2枚目のウェ−ハが搬送装置7
によって搬入され、再び排気装置により所定の圧力まで
真空排気される。1枚目のウェ−ハ10のエッチング処理
が終了すると、隔離弁6cが開かれて処理済みのウェ−ハ
10がアンロ−ドロック室4に搬出され、続いて隔離弁6c
が閉じられ、隔離弁6bが開かれて2枚目のウェ−ハがロ
−ドロック室3から搬入され、隔離弁6bを閉じた後エッ
チング処理が開始される。
アンロ−ドロック室4に搬出された処理済みウェ−ハ
10は、アンロ−ドロック室4を大気圧に復帰した後、隔
離弁6dを通して搬送装置7によって大気中に取り出さ
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。
以上の動作を繰り返して、カセット1aに収納されてい
た未処理のウェ−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−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−ハの処理を続けてお
り、カセット1bの全てのウェ−ハの処理が完了する前に
別の未処理のウェ−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。
なお、上記一実施例に限らず、例えば、水平面に投影
した基板の搬送軌跡がクロ−ズドル−プを形成し、か
つ、カセットが該クロ−ズドル−プ上にないように構成
された真空処理装置であれば、本発明の範囲に全て含ま
れる。
また、第1図の真空処理装置を複数台並べて設置し、
それぞれの間に搬送装置を備えるようにモジュ−ル構成
すれば、第1図の真空処理装置を基本としてプロセス変
更,追加等のニ−ズにフレキシビリティを有し対応する
ことができる。この場合、複数台の真空処理装置の設置
の仕方等は、任意に選択され、また、搬送装置として
は、例えば、前工程側の真空処理装置の試料搬出側から
後工程の真空処理装置の試料搬入側へ試料を搬送するも
のが採用される。
また、上記一実施例での真空処理済み試料は、その
後、防食処理用の水洗処理,乾燥処理等実施される場合
がある。このような防食処理は、真空雰囲気とは異なる
雰囲気、例えば、大気圧雰囲気下で通前実施される。こ
のような場合、上記真空室と大気圧処理室とでコの字状
配置され装置は構成される。つまり、この場合、カセッ
トからロ−ドロック室を介してエッチング室へ搬入され
たウェ−ハは、該エッチング室でプラズマエッチング処
理される。該エッチング処理済みのウェ−ハはエッチン
グ室からアンロ−ドロック室を介して水洗処理室に搬入
され、該水洗処理室で水洗処理される。該水洗処理済み
のウェ−ハは、その後、乾燥処理室で乾燥処理される。
該乾燥処理済みのウェ−ハは、搬送装置によって当初収
納されていたカセット内の元の位置に戻される。このよ
うな動作を繰り返して、カセットに収納されていた未処
理のウェ−ハのエッチング処理,防食処理が順次完了
し、元の位置に再収納し終ると該カセットは回収可能と
なり、別の本処理のウェ−ハを収納した別のカセットと
交換されるが、装置はその間カセット内の未処理のウェ
−ハのエッチング処理,防食処理を順次続けており、カ
セットの全てのウェ−ハの処理が完了する前に別の未処
理のウェ−ハを収納したカセットが供給されれば、この
場合も装置は常に連続的に稼働可能である。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明によれば、製品単位毎の
処理装置への投入および回収の時点では、試料の同一カ
セットの同一位置に常に収納されており、製品単位毎に
付与された生産情報と1対1の対応を保ったまま次の工
程に進めることができるので、生産ラインの自動化への
対応が容易にできる効果がある。
また、個々の試料は、処理に必要な最低限の移動をす
るにとどめられるため、ゴミの発生を押えることができ
高い製品歩留まりを実現できる効果がある。
更に、コンパクトでクリ−ンル−ムへの設置性に優れ
高い生産効率を備えた真空処理装置を実現できる効果が
ある。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の一実施例の真空処理装置の平面ブロ
ック図、第2図は、従来例の真空処理装置の平面ブロッ
ク図である。 1……カセット、2……カセット台、5……ロ−ドロッ
ク室、4……アンロ−ドロック室、5……エッチング
室、6……隔離弁、7……搬送装置、10……ウェ−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 (72)発明者 坪根 恒彦 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2−30759(JP,A) 特開 平2−8369(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B01J 3/02 C23F 4/00 C23C 14/56 C23C 16/54

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】大気中に設けられた1台の搬送手段によっ
    て、大気中に設置された複数のカセットの一方から被処
    理基板を取り出すとともに該被処理基板をロードロック
    室に搬入し、該被処理基板をロードロック室を介して真
    空雰囲気内に導入し、該真空雰囲気内に導入された被処
    理基板を処理室で処理し、該処理された処理基板をアン
    ロードロック室を介して大気雰囲気に取り出し、該大気
    雰囲気に取り出された処理基板を前記搬送手段によって
    該処理基板が取り出された前記カセットの元の位置に戻
    し、該処理基板を回収することを特徴とする真空処理方
    法。
  2. 【請求項2】請求項1記載の真空処理方法において、前
    記複数のカセットは未処理基板を収納して設置される真
    空処理方法。
  3. 【請求項3】被処理基板を処理するための処理室が設け
    られた真空室と、前記真空室に設けられた前記被処理基
    板を真空雰囲気中に導入するためのロードロック室と、
    前記真空室設けられた前記処理室で処理された処理基板
    を大気雰囲気に取り出すためのアンロードロック室と、
    前記被処理基板または処理基板を収納する複数のカセッ
    トを大気中に配置するためのカセット台と、大気中であ
    って前記複数のカセットおよび前記ロードロック室とア
    ンロードロック室に対向して設けられ前記複数のカセッ
    トおよび前記ロードロック室とアンロードロック室に対
    して基板の出し入れを行う1台の搬送手段とを具備した
    ことを特徴とする真空処理装置。
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