JP3165947B2

JP3165947B2 - 真空室のドア装置

Info

Publication number: JP3165947B2
Application number: JP28926494A
Authority: JP
Inventors: 孝戸澤; 達也中込; 儀成村田; 保正石原
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 1994-10-28
Filing date: 1994-10-28
Publication date: 2001-05-14
Anticipated expiration: 2016-05-14
Also published as: JPH08130239A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、真空室のドア装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】半導体を製造するための真空処理装置の
中には、エッチング、成膜処理、アッシング及びスパッ
タリングなどの装置があるが、高スループット化に対応
するため種々の工夫、改良がなされ、例えば枚葉式の真
空処理装置については、複数の真空処理室及びカセット
室を共通の搬送室に接続して構成されている。

【０００３】この種の真空処理装置の従来例を図７に示
すと、１は搬送室、１１〜１３は真空処理室、１４、１
５はカセット室であり、この装置においては、ウエハＷ
を所定枚数収納したカセットＣを例えばカセット室１４
内に搬入して、カセット室の上面に設けられたドア（カ
セット室内を大気側に対して開閉するバルブを「ドア」
と呼ぶものとする）１４ａを閉じた後カセット室１４内
を真空排気し、その後カセット室１４と搬送室１との間
の図では見えないバルブを開き、搬送室１内の図では見
えない搬送アームによりカセットＣ内のウエハＷが真空
処理室１１（または１２、１３）に搬送されて所定の真
空処理例えばプラズマエッチングが行われる。真空処理
後のウエハＷは例えばカセット室１５内のカセットＣ内
に戻され、カセット室１５内を大気圧に戻した後ドア１
５ａを開いてカセットＣが大気側に取り出される。

【０００４】前記カセット室１４（１５）のドア１４ａ
（１５ａ）は、カセット室１４（１５）の上部にヒンジ
機構により前後に回動するように設けられており、カセ
ットＣは、オペレータにより上面の搬入出口からカセッ
ト室１４（１５）内に搬入される。ところで常にカセッ
トＣの全段にウエハＷが収納されているわけではないの
で、カセットＣの各段のウエハＷの有無を搬送室１内の
搬送アームの制御系に教える必要があり、このためカセ
ット室１４（１５）内にカセットＣを挟んで光路を形成
するようにマッピングセンサーと呼ばれている一対の光
学センサーＰ１、Ｐ２を設け、図示しないエレベータに
よりカセットＣを昇降させてウエハＷのマッピング（カ
セットＣにおける各段のウエハＷの有無を調べること）
を行っている。

【０００５】

【発明が解決しようとしている課題】一方半導体製造工
場では、より一層の自動化を図るために各真空処理装置
やストッカとの間を自動搬送ロボットを走らせてカセッ
トの搬送を行うシステムが開発されつつある。この自動
搬送ロボットは例えば把持アームによりカセットの側部
を把持して移載を行うものであるため、上述の真空処理
装置に対して自動搬送ロボットを用いるとすると、カセ
ット室１４、１５の前面部にカセットＣの搬入出口（間
口）を形成する必要がある。

【０００６】しかしながらこの場合マッピングセンサー
を（詳しくは一対の光センサの一方）をドア側に設けれ
ばならないが、このように構成すると次のような問題が
ある。即ち真空処理装置の運転は、プロセス時には真空
雰囲気で行われるが、メンテナンス時などにおいて大気
雰囲気で行われる場合がある。ここにカセット室の搬入
出口とドアとはＯリングを介して密着しこれによりカセ
ット室内を大気側から気密にシールするようにしている
が、このＯリングは大気モードのときには潰れないが、
真空モードのときには潰れた状態になる。このためドア
の向きが大気モードと真空モードとの間で僅かではある
が変わってしまい、この結果ドアに取り付けたマッピン
グセンサの光軸の方向が両モードの間で異なってしま
う。一方高精度なマッピングを行うためには受光部の受
光範囲をかなり狭く例えば１．５ｍｍφ程度にしなけれ
ばならないため、光軸が僅かでも傾くと受光部の受光範
囲から外れてしまい、上述の装置の場合大気モードと真
空モードとにおいて正確なマッピングを行うことができ
なくなる。

【０００７】本発明はこのような事情の下になされたも
のであり、その目的は、真空室内の被処理基板を検出す
るにあたって、真空室内の雰囲気にかかわらず被処理基
板の検出を正確に行うことのできる真空室のドア装置を
提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、複数
の被処理基板を収納したカセットが搬入される真空室を
開閉するためのドア装置において、ドアを厚さ方向に移
動自在に保持すると共に、前記ドアが前記真空室におけ
る搬入出口に対向する位置と前記搬入出口から退避した
位置との間で移動するように構成したドア保持部と、前
記ドアが搬入出口に対向する位置にあるときに、ドア保
持部の位置を規制する規制手段と、前記ドアを真空室側
に押圧して前記搬入出口を密閉すると共に、ドアを開く
ときには、ドアへの押圧を解除する押圧手段と、前記ド
ア保持部に設けられ、真空室内のカセットに収納されて
いる被処理基板を検出するための光センサと、を備え、
前記ドアにおいて少なくとも前記光センサの光路に相当
する部分は、透明であることを特徴とする。

【０００９】請求項２の発明は、請求項１記載の発明に
おいて、真空室内には、カセットを昇降させるための昇
降機構が設けられ、カセットを昇降させたときに光セン
サによりカセット内の各段における被処理基板の有無を
検出することを特徴とする。

【００１０】請求項３の発明は、請求項１または２記載
の発明において、ドア保持部には弾性体が設けられ、ド
アは、押圧手段により前記弾性体の弾性力に抗して押圧
され、押圧が解除されたときには、前記弾性体の復元力
により前記搬入出口から離れるように構成されているこ
とを特徴とする。

【００１１】請求項４の発明は、請求項１、２または３
記載の発明において、押圧手段は、真空室との間にドア
が介入できる空間を介して真空室側に固定されているこ
とを特徴とする。

【００１２】請求項５の発明は、請求項１、２、３また
は４記載の発明において、真空室は、弾性力のあるシー
ル部材を介してドアにより密閉されることを特徴とす
る。

【００１３】請求項６の発明は、請求項１、２、３、４
または５記載の発明において、ドア保持部は、案内機構
に案内されながら、真空室の搬入搬出口に対向する位置
と真空室の上方または下方との間を移動するものである
ことを特徴とする。

【００１４】

【作用】ドアが真空室の搬入出口から退壁した位置に置
かれている状態で、複数の被処理基板を収納したカセッ
トが搬入出口を通じて真空室内に搬入される。次いでド
ア保持部を移動させてドアを前記搬入出口に対向する位
置に置き、押圧手段によりドアを真空室に押圧して搬入
出口を密閉する。真空室内が真空雰囲気のときには、真
空室とドアとの間に介在する、例えば搬入出口の周縁に
設けられたシール部材が潰れ、例えば真空度がかなり低
いときあるいは大気雰囲気のときには潰れ方が少ないか
あるいは潰れない。このためドアの面の傾きが真空室内
の雰囲気によって異なるが、光センサはドア保持部に設
けられており、このドア保持部はドアの傾きにかかわら
ず一定の姿勢であるため、光軸に変化はなく、従って常
に真空室内の被処理基板を正確に検出できる。

【００１５】

【実施例】図１は、本発明のドア装置が適用されるカセ
ット室を含むプラズマエッチング装置の全体の概略を示
す一部破断斜視図である。図中２は気密構造の搬送室で
あり、この搬送室２には、ウエハに対して例えばプラズ
マエッチングを行うための３個の真空処理室２１〜２３
がゲートバルブＧ（便宜上各ゲートバルブには同符号
「Ｇ」を付す）を介して気密に接続されると共に、例え
ば２５枚のウエハを収納したカセットが置かれる２個の
カセット室３Ａ、３Ｂがゲートバルブ（図１では見えな
い）を介して気密に接続されている。

【００１６】搬送室２内には、カセット室３Ａ、３Ｂ及
び真空処理室２１〜２３間でウエハの搬送を行うための
搬送アーム２４や、ウエハのオリフラ（オリエンテーシ
ョンフラット）を合わせる位置合わせ部（図示せず）が
設けられている。２１ａは真空処理室２１内に磁場を形
成するためのマグネットを収納している筐体であり、図
示していないがこの筐体２１ａは他の真空処理室２２、
２３の上にも配設されている。

【００１７】カセット室３Ａ、３Ｂには、本発明の実施
例に係るドア装置が設けられており、このドア装置に関
して先ず簡単に概要を述べると、図２に示すようにドア
４を、昇降自在なドア保持部５に、ドア４の厚さ方向に
少しだけ移動可能に取り付け、ドア保持部５を、ドア４
がカセット室３Ａ（３Ｂ）の搬入出口３１に対向する位
置まで上昇させた後押圧手段例えばエアシリンダでドア
４をカセット室３Ａ（３Ｂ）側に押圧してカセット室３
Ａ（３Ｂ）を密閉する。そしてドア保持部５にマッピン
グ用の光センサを取り付けておくことにより、光センサ
の光軸の方向がドア４の姿勢に影響されないようにす
る。

【００１８】次にドア装置の詳細構造に関して図２〜図
５を参照しながら説明する。ドア保持部５は、例えば縦
フレーム５１、５２及び横フレーム５３、５４、５５よ
りなるステンレス製のフレーム構造体として構成されて
おり、昇降基台６上に固定して設けられている。前記縦
フレーム５１、５２の上端部には、後述の真空室３側の
受け部の穴に挿入されるロッド部材５０ａ、５０ｂが垂
設されている。またこの昇降基台６は、カセット室３
（符号３Ａ、３Ｂを「３」で代表して示す）の側部に設
けられたエアシリンダ６１により、真空室３及びその下
方側に固定された案内機構例えば案内ロッド６２に案内
されながら、次に詳述するドア４が搬入出口３１に対向
する上限位置と図２に示すようにカセット室３の下方側
に位置する下限位置との間で昇降するように構成されて
いる。

【００１９】前記ドア保持部５には、ドア４が若干量厚
さ方向に移動自在に保持されている。即ちドア保持部５
の縦フレーム５１、５２の各上部、下部には孔部４１
（４１ａ〜４１ｄ）が透設されると共に、ドア保持部５
の前面側からピン４２が各孔部４１を貫通してドア４の
穴４０の中に挿入されて固定されている。ピン４２の頭
部４３はドア保持部５の孔部４１の孔径よりも大きく形
成されていると共に、前記頭部４３とドア保持部５（詳
しくは縦フレーム５１または５２の外面）との間には、
コイルバネ４４が介装されており、従ってドア４は、ド
ア保持部５に当接する位置と、ピン４２の頭部４３によ
り押圧されて前記コイルバネ４４が最も縮んだ状態にな
る位置との間でドア４の厚さ方向に移動できることにな
る。そしてドア４の外面には、縦に並行状に伸びる２本
の板バネ４５、４５の上端部が固定されると共に、ドア
保持部５の下段の横フレーム５５の内面（ドア４側の
面）には前記板バネ４５、４５の下端部が固定され、こ
うしてドア４は、板バネ４５、４５と前記ピン４２とに
よりドア保持部５に保持されることになる。

【００２０】前記カセット室３の搬入出口３の両側縁部
には、夫々例えば３個づつドア４を押圧する押圧手段例
えばエアシリンダ７が前記ドア４の進入空間を介してカ
セット室３の前面に対向して設けられている。これらエ
アシリンダ７は、図３に示すように固定板７１を介して
真空室３に固定されており、エアシリンダ７と真空室３
の搬入出口３１の周縁部との間の空間にドア４が進入し
た後、図５に示すように押圧ピン７２によりドア４を真
空室３側に押圧する役割を有するものである。

【００２１】一方前記カセット室３には、搬入出口３１
の周縁部におけるドア４と密接する部位に、シール部材
例えば弾性樹脂よりなるＯリング３２が装着されると共
に、前記ドア保持部５のロッド部材５０ａ、５０ｂが嵌
入される穴を有する受け部３３ａ、３３ｂが真空室３の
上部に横に並んで固定されている。前記ロッド部材５０
ａ、５０ｂ及び受け部３３ａ、３３ｂは、ドア保持部５
が上限位置にあるときに相互に嵌合し、これらと、エア
シリンダ６１と、案内ロッド６２とによって、エアシリ
ンダ７によるドア４の押圧時にドア保持部５の動きを阻
止してドア保持部５の位置を規制する規制手段をなすも
のである。

【００２２】前記ドア保持部５の中段の横枠フレーム５
４には、光軸Ｐ（図４参照）をカセット室３側に向けた
２個の発光部８ａ、８ｂが取り付け部材８１を介して横
に並べて取り付けられており、ドア４において前記光軸
Ｐを含む部分は、例えば透明ガラス４６により構成され
ている。そして前記カセット室３内の背面部には、前記
発光部８ａ、８ｂの光軸Ｐ上に図４及び図６に示すよう
に夫々受光部３４ａ、３４ｂが設けられている。前記発
光部８ａ、（８ｂ）と受光部３４ａ（３４ｂ）とは一対
でマッピングを行うための光センサをなすものであり、
この例ではこの光センサを２組（８ａ、３４ａ）、（８
ｂ、３４ｂ）設け、両方の信号が一致している場合にそ
の信号を有効にすることでウエハの検出を確実なものと
している。

【００２３】前記カセット室３内には、図４及び図６に
示すようにカセットＣの載置台３５が設けられており、
この載置台３５は、昇降機構３６により作動する昇降軸
３７上に固定されている。カセットＣは、例えば２５枚
のウエハＷを棚状に収納する樹脂製の容器であり、一面
の開口部からウエハＷの収納、取り出しを行うことがで
きるように構成されている。図４、図６中３８はウエハ
Ｗの搬送口である。またこの実施例に係るドア装置は、
図１に示すようにカセット室３Ａ、３Ｂの搬入出口３１
を臨む領域を挟んで左右にインターロック用センサ部２
５、２６を備えている。このインターロック用センサ部
２５、２６は、縦長の支持板２５ａ、２６ａに例えば夫
々発光部２５ｂ、受光部を上下に配列し、発光部２５
ｂ、受光部の光軸に例えば作業者の身体の一部が位置す
ると、ドア装置が作動しないように制御系に知らせるた
めのものである。

【００２４】次に上述実施例の作用について述べる。真
空処理装置によりウエハＷに対して実際のプロセスを行
う場合、ドア保持部５を下限位置に置いてカセット室３
Ａ、３Ｂの搬入出口３１を開いておき、外部から図示し
ない自動搬送ロボットにより、カセットＣを搬入出口３
１を通じてカセット室３Ａ、３Ｂに搬入して載置台３５
上に載置する。このとき例えばカセット室３Ａ内には２
５枚の処理前のウエハＷを収納した（ただしウエハＷの
枚数は常に２５枚とは限らない）カセットＣを、カセッ
ト室３Ｂ内には処理後のウエハＷを収納するための空の
カセットＣが夫々搬入される。

【００２５】続いてドア保持部５がエアシリンダ６１に
より案内ロッド６２案内されながら上限位置まで上昇す
る。このときドア４は、搬入出口３１の周縁部とこの例
では押圧手段をなすエアシリンダ７との間の空間を上昇
し、搬入出口３１に対向する位置に置かれる。その後エ
アシリンダ７により押圧ピン７２がドア４の周縁部をカ
セット室３側に押圧する。ドア保持部５は上限位置に達
すると、ドア保持部５の上部のロッド部材５０ａ、５０
ｂがカセット室３側の受け部３３ａの穴の中に嵌入され
るため、昇降台６が位置規制されていることと相俟って
前後の位置が規制され、このためドア４がコイルバネ４
４及び板バネ４５の復元力に抗してドア保持部４に対し
て相対的に押し出される。この結果ドア４は搬入出口３
１の周縁部に密接されて搬入出口３１を閉じ、Ｏリング
３２によりカセット室３Ａ、３Ｂ内が気密にシールされ
る。

【００２６】次いでカセット室３Ａ、３Ｂ内が所定の真
空度まで真空排気され、マッピングが行われる。このマ
ッピングにおいては、載置台３５を昇降させることによ
りカセットＣ内のウエハＷが発光部８ａ（８ｂ）と受光
部３３ａ（３３ｂ）との間の光路を遮るため、受光部３
３ａ（３３ｂ）における受光のオン、オフを見ることに
よりカセットＣ内の各段のウエハＷの有無が把握でき
る。そして既に真空雰囲気とされている搬送室２との間
のゲートバルブＧが開かれ、搬送室２内の搬送アーム２
４により、真空処理室２１〜２３のいずれかに搬送さ
れ、例えばプラズマエッチング処理が行われる。

【００２７】このような実施例によれば、次のような効
果がある。即ちカセット室３Ａ、３Ｂのドア４を閉じて
カセット室３Ａ、３Ｂ内を真空排気したとき、ドア４が
吸引されて搬入出口３１の周縁部のＯリング３２が潰れ
るが、メンテナンス時などに大気モードで装置を運転す
るときにはＯリング３２は潰れない。従って真空モード
時と大気モード時とではドア４の姿勢が異なるが、ドア
保持部５の姿勢は変わらない。従ってこのドア保持部５
に発光部８ａ、８ｂを固定して設けることにより発光部
８ａ，８ｂの光軸はドア４の姿勢にかかわらず一定であ
るから、発光部８ａ，８ｂ及び受光部３３ａ、３３ｂよ
りなる光センサにより確実にウエハＷの有無を検出で
き、いずれのモードにおいても正確にマッピングを行う
ことができる。

【００２８】またドア４をエアシリンダ７の押圧から解
放したときに弾性体例えばコイルバネ４４及び板バネ４
５の復元力によりドア保持部５側に戻るように構成して
いるため、ドア４をカセット室３から引き離すための構
造が簡単になる。

【００２９】以上において光センサをなす発光部８ａ
（８ｂ）受光部３３ａ（３３ｂ）を、上述実施例とは逆
につまり夫々カセット室３内及びドア保持部５に取り付
けてもよい。またドア４を押圧する押圧手段としてはエ
アシリンダに限らず電磁石を利用したものなどであって
もよい。なお被処理基板としてはウエハに限らず例えば
液晶基板であってもよい。

【００３０】

【発明の効果】本発明装置によれば、真空室内の雰囲気
にかかわらず、例えば真空室が大気雰囲気、真空雰囲気
のいずれの場合にも光センサにより被処理基板を正確に
検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例のドア装置が適用されるカセッ
ト室を含む真空処理装置の全体の概略を示す斜視図であ
る。

【図２】本発明の実施例に係るドア装置を示す斜視図で
ある。

【図３】本発明の実施例に係るドア装置を示す分解斜視
図である。

【図４】ドア保持部へのドアの取り付け状態及びカセッ
ト室の内部を示す断面図である。

【図５】ドア及び押圧手段であるエアシリンダの位置関
係を示す断面図である。

【図６】カセット室の内部を示す斜視図である。

【図７】従来のカセット室のドア装置を真空処理装置の
全体と共に示す斜視図である。

【符号の説明】

２搬送室３、３Ａ、３Ｂカセット室３１搬入出口３２Ｏリング３３ａ、３３ｂ受け部３４ａ、３４ｂ受光部４ドア４２ピン４４コイルバネ４５板バネ４６透明ガラス５ドア保持部７エアシリンダ８Ａ、８Ｂ発光部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者石原保正山梨県韮崎市藤井町北下条2381番地の１東京エレクトロン山梨株式会社内 (56)参考文献特開昭60−127723（ＪＰ，Ａ) 特開平４−361553（ＪＰ，Ａ) 特開平５−196150（ＪＰ，Ａ) 実開平６−34253（ＪＰ，Ｕ) 実開昭62−199129（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01L 21/68 B01J 3/03

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の被処理基板を収納したカセットが
搬入される真空室を開閉するためのドア装置において、ドアを厚さ方向に移動自在に保持すると共に、前記ドア
が前記真空室における搬入出口に対向する位置と前記搬
入出口から退避した位置との間で移動するように構成し
たドア保持部と、前記ドアが搬入出口に対向する位置にあるときに、ドア
保持部の位置を規制する規制手段と、前記ドアを真空室側に押圧して前記搬入出口を密閉する
と共に、ドアを開くときには、ドアへの押圧を解除する
押圧手段と、前記ドア保持部に設けられ、真空室内のカセットに収納
されている被処理基板を検出するための光センサと、を
備え、前記ドアにおいて少なくとも前記光センサの光路に相当
する部分は、透明であることを特徴とする真空室のドア
装置。
【請求項２】真空室内には、カセットを昇降させるた
めの昇降機構が設けられ、カセットを昇降させたときに
光センサによりカセット内の各段における被処理基板の
有無を検出することを特徴とする請求項１記載の真空室
のドア装置。
【請求項３】ドア保持部には弾性体が設けられ、ドア
は、押圧手段により前記弾性体の弾性力に抗して押圧さ
れ、押圧が解除されたときには、前記弾性体の復元力に
より前記搬入出口から離れるように構成されていること
を特徴とする請求項１または２記載の真空室のドア装
置。
【請求項４】押圧手段は、真空室との間にドアが介入
できる空間を介して真空室側に固定されていることを特
徴とする請求項１、２または３記載の真空室のドア装
置。
【請求項５】真空室は、弾性力のあるシール部材を介
してドアにより密閉されることを特徴とする請求項１、
２、３または４記載の真空室のドア装置。
【請求項６】ドア保持部は、案内機構に案内されなが
ら、真空室の搬入搬出口に対向する位置と真空室の上方
または下方との間を移動するものであることを特徴とす
る請求項１、２、３、４または５記載の真空室のドア装
置。