JP3239779B2 - 基板処理装置および基板処理方法 - Google Patents
基板処理装置および基板処理方法Info
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- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、処理室内におい
て基板に例えばイオン注入、イオン注入を併用する薄膜
形成、プラズマ処理等の処理を施す基板処理装置および
基板処理方法に関し、より具体的には、装置構成の簡素
化およびスループットの向上を可能にする手段に関す
る。
て基板に例えばイオン注入、イオン注入を併用する薄膜
形成、プラズマ処理等の処理を施す基板処理装置および
基板処理方法に関し、より具体的には、装置構成の簡素
化およびスループットの向上を可能にする手段に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】図１０は、従来の基板処理装置の一例を
示す平面図である。この基板処理装置は、具体的にはイ
オンドーピング装置（非質量分離型のイオン注入装置。
以下同じ）であり、処理室８、搬送ロボット室１６およ
び二つの真空予備室１４という合計四つの真空槽を有し
ている。２０〜２２は真空弁である。
示す平面図である。この基板処理装置は、具体的にはイ
オンドーピング装置（非質量分離型のイオン注入装置。
以下同じ）であり、処理室８、搬送ロボット室１６およ
び二つの真空予備室１４という合計四つの真空槽を有し
ている。２０〜２２は真空弁である。
【０００３】処理室８は、基板（例えば液晶ディスプレ
イ用の基板や半導体基板等。以下同じ）２を処理するた
めのものであり、その内部には基板２を保持するホルダ
４が設けられており、壁面にはイオン源１０が取り付け
られている。ホルダ４上の基板２にイオン源１０からの
イオンビーム１２を照射して、イオン注入等の処理を施
すことができる。ホルダ４は、ホルダ駆動機構６によっ
て、基板処理のための起立状態と、基板交換のための水
平状態とに回転させられる。
イ用の基板や半導体基板等。以下同じ）２を処理するた
めのものであり、その内部には基板２を保持するホルダ
４が設けられており、壁面にはイオン源１０が取り付け
られている。ホルダ４上の基板２にイオン源１０からの
イオンビーム１２を照射して、イオン注入等の処理を施
すことができる。ホルダ４は、ホルダ駆動機構６によっ
て、基板処理のための起立状態と、基板交換のための水
平状態とに回転させられる。
【０００４】搬送ロボット室１６は、真空中で基板２の
搬送を行う搬送ロボット１８を収納するためのものであ
る。搬送ロボット１８は、２軸または３軸のロボットで
あり、基板２を載置するアーム１９を有していて、処理
室８内の水平状態にあるホルダ４に対する処理済基板と
未処理基板の入れ換えおよび当該基板２の両真空予備室
１４に対する搬出入を行う。
搬送を行う搬送ロボット１８を収納するためのものであ
る。搬送ロボット１８は、２軸または３軸のロボットで
あり、基板２を載置するアーム１９を有していて、処理
室８内の水平状態にあるホルダ４に対する処理済基板と
未処理基板の入れ換えおよび当該基板２の両真空予備室
１４に対する搬出入を行う。
【０００５】各真空予備室１４は、基板２を真空中と大
気中との間で出し入れするためのものであり、その真空
弁２２の前方の大気中には、この例では、アーム２５を
有していてそれに載置した基板２を各真空予備室１４内
に搬出入する３軸の搬送ロボット２４がそれぞれ設けら
れている。
気中との間で出し入れするためのものであり、その真空
弁２２の前方の大気中には、この例では、アーム２５を
有していてそれに載置した基板２を各真空予備室１４内
に搬出入する３軸の搬送ロボット２４がそれぞれ設けら
れている。
【０００６】上記基板処理装置の全体的な動作の例を説
明すると、大気中から未処理の基板２を図１０中に矢印
ａ〜ｃで示す経路で処理室８内に搬送し、そこで当該基
板２にイオンビーム１２を照射してイオン注入等の処理
を施し、処理済の基板２を矢印ｄ〜ｆで示す経路で大気
中に搬出する。このようにして基板２を１枚ずつ処理す
る。
明すると、大気中から未処理の基板２を図１０中に矢印
ａ〜ｃで示す経路で処理室８内に搬送し、そこで当該基
板２にイオンビーム１２を照射してイオン注入等の処理
を施し、処理済の基板２を矢印ｄ〜ｆで示す経路で大気
中に搬出する。このようにして基板２を１枚ずつ処理す
る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上記基板処理装置は、
真空槽を四つ（即ち処理室８、搬送ロボット室１６およ
び二つの真空予備室１４）も有しており、しかもそれぞ
れを真空ポンプによって真空排気しなければならないた
め、装置構成が複雑である。
真空槽を四つ（即ち処理室８、搬送ロボット室１６およ
び二つの真空予備室１４）も有しており、しかもそれぞ
れを真空ポンプによって真空排気しなければならないた
め、装置構成が複雑である。
【０００８】また、真空中での基板搬送に、前述したア
ーム式で２〜３軸の搬送ロボット１８を用いており、そ
のような搬送ロボット１８は構造が複雑で高価であるた
め、この理由からも装置構成が複雑である。
ーム式で２〜３軸の搬送ロボット１８を用いており、そ
のような搬送ロボット１８は構造が複雑で高価であるた
め、この理由からも装置構成が複雑である。
【０００９】処理室１４（および大気側の搬送ロボット
２４）を一つにして、その一つの真空予備室１４を用い
て処理前後の基板２を真空中と大気中との間で１枚ずつ
順に出し入れすることは可能であるけれども、そのよう
にすると、真空予備室１４が一つ減ったぶん、基板２の
出し入れに要する時間が長くなり、スループット（基板
２の単位時間当たりの処理能力）が低下する。しかも、
その場合でも未だ真空槽が三つ必要である。
２４）を一つにして、その一つの真空予備室１４を用い
て処理前後の基板２を真空中と大気中との間で１枚ずつ
順に出し入れすることは可能であるけれども、そのよう
にすると、真空予備室１４が一つ減ったぶん、基板２の
出し入れに要する時間が長くなり、スループット（基板
２の単位時間当たりの処理能力）が低下する。しかも、
その場合でも未だ真空槽が三つ必要である。
【００１０】真空槽を、処理室８と真空予備室１４との
二つに減らすことができれば、装置構成をかなり簡素化
することができる。
二つに減らすことができれば、装置構成をかなり簡素化
することができる。
【００１１】しかし単純にそのようにすると、上記搬送
ロボット１８を真空予備室１４内に収納せざるを得なく
なり、この搬送ロボット１８はかなり大きな容積を占
有するので真空予備室１４を大容積化しなければなら
ず、しかもこの搬送ロボット１８は入り組んだ複雑な
構造を有していてその雰囲気の真空排気が難しいので、
このおよび両方の理由によって、真空予備室１４の
真空排気速度が低下して、装置のスループットが低下す
るという問題が発生する。これ以外にも、真空予備室１
４を一つにすると前述したようにスループットが低下す
るので、結局、装置のスループットがかなり低下する。
ロボット１８を真空予備室１４内に収納せざるを得なく
なり、この搬送ロボット１８はかなり大きな容積を占
有するので真空予備室１４を大容積化しなければなら
ず、しかもこの搬送ロボット１８は入り組んだ複雑な
構造を有していてその雰囲気の真空排気が難しいので、
このおよび両方の理由によって、真空予備室１４の
真空排気速度が低下して、装置のスループットが低下す
るという問題が発生する。これ以外にも、真空予備室１
４を一つにすると前述したようにスループットが低下す
るので、結局、装置のスループットがかなり低下する。
【００１２】そこでこの発明は、装置構成の簡素化およ
びスループットの向上を可能にした基板処理装置を提供
することを主たる目的とする。
びスループットの向上を可能にした基板処理装置を提供
することを主たる目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】この発明の基板処理装置
は、真空に排気され基板の処理を行う処理室と、この処
理室内に互いにほぼ平行に収納されていて基板を互いに
同じ側の面にそれぞれ保持する複数のホルダと、前記処
理室内の所定の処理位置において前記各ホルダに保持さ
れた基板に順次処理を施す処理手段と、前記処理室に隣
り合う真空予備室と、この真空予備室と前記処理室との
間を仕切るものであって基板を保持した前記複数のホル
ダを同時に通過させることができる真空弁と、前記複数
のホルダを前記処理室内において前記処理位置を横切る
ように互いに独立して往復直線移動させる動作および前
記複数のホルダを前記処理室内と前記真空予備室内との
間を前記真空弁を通して同時に往復直線移動させる動作
を行うホルダ移動機構と、前記真空予備室内に設けられ
ていて前記ホルダと同数の未処理基板および処理済基板
をそれぞれ保持することができ、前記ホルダ移動機構と
協働して、前記真空予備室内に移動して来た前記複数の
ホルダに対して一括して、処理済基板と未処理基板との
入れ換えを行う基板交換機構とを備えることを特徴とし
ている。
は、真空に排気され基板の処理を行う処理室と、この処
理室内に互いにほぼ平行に収納されていて基板を互いに
同じ側の面にそれぞれ保持する複数のホルダと、前記処
理室内の所定の処理位置において前記各ホルダに保持さ
れた基板に順次処理を施す処理手段と、前記処理室に隣
り合う真空予備室と、この真空予備室と前記処理室との
間を仕切るものであって基板を保持した前記複数のホル
ダを同時に通過させることができる真空弁と、前記複数
のホルダを前記処理室内において前記処理位置を横切る
ように互いに独立して往復直線移動させる動作および前
記複数のホルダを前記処理室内と前記真空予備室内との
間を前記真空弁を通して同時に往復直線移動させる動作
を行うホルダ移動機構と、前記真空予備室内に設けられ
ていて前記ホルダと同数の未処理基板および処理済基板
をそれぞれ保持することができ、前記ホルダ移動機構と
協働して、前記真空予備室内に移動して来た前記複数の
ホルダに対して一括して、処理済基板と未処理基板との
入れ換えを行う基板交換機構とを備えることを特徴とし
ている。
【００１４】上記構成によれば、真空槽は、処理室と真
空予備室との二つで済む。
空予備室との二つで済む。
【００１５】しかも、ホルダ移動機構によって、複数の
ホルダを、処理室内において処理位置を横切るように互
いに独立して往復直線移動させ、それによって各ホルダ
に保持した基板に順次処理を施すことができるだけでな
く、同じホルダ移動機構によって、基板を保持した複数
のホルダを、処理室内と真空予備室内との間を往復直線
移動させて、両室間の基板搬送を行うことができるの
で、従来例のような真空中での基板搬送専用の搬送ロボ
ットを設ける必要がなく、従って真空中での基板搬送の
機構が簡素化される。
ホルダを、処理室内において処理位置を横切るように互
いに独立して往復直線移動させ、それによって各ホルダ
に保持した基板に順次処理を施すことができるだけでな
く、同じホルダ移動機構によって、基板を保持した複数
のホルダを、処理室内と真空予備室内との間を往復直線
移動させて、両室間の基板搬送を行うことができるの
で、従来例のような真空中での基板搬送専用の搬送ロボ
ットを設ける必要がなく、従って真空中での基板搬送の
機構が簡素化される。
【００１６】このように、真空槽が二つで済み、しかも
真空中での基板搬送の機構が簡素化されるので、装置構
成を簡素化することが可能になった。
真空中での基板搬送の機構が簡素化されるので、装置構
成を簡素化することが可能になった。
【００１７】しかも、真空予備室内へは、ホルダ移動機
構によって、基板を保持した複数のホルダを同時に移動
させることができ、その真空予備室内では、当該ホルダ
移動機構と基板交換機構との協働によって、複数のホル
ダに対して一括して、処理済基板と未処理基板との入れ
換えを行うことができるので、従来例のように処理済基
板と未処理基板とを１枚ずつ交換する場合に比べて、基
板搬送、基板交換および真空予備室の真空排気回数を低
減することができ、従って装置のスループットを向上さ
せることができる。
構によって、基板を保持した複数のホルダを同時に移動
させることができ、その真空予備室内では、当該ホルダ
移動機構と基板交換機構との協働によって、複数のホル
ダに対して一括して、処理済基板と未処理基板との入れ
換えを行うことができるので、従来例のように処理済基
板と未処理基板とを１枚ずつ交換する場合に比べて、基
板搬送、基板交換および真空予備室の真空排気回数を低
減することができ、従って装置のスループットを向上さ
せることができる。
【００１８】更に、基板交換機構は、ホルダ移動機構と
協働して基板の入れ換えを行うものであるため、従来例
のような搬送ロボットに比べれば単純で小型の機構で済
むので、真空予備室の容積を小さくすることが可能であ
り、かつ単純な機構であるためその雰囲気の真空排気も
容易であり、従って当該真空予備室の真空排気時間を短
縮することができるので、この理由からも装置のスルー
プットを向上させることができる。
協働して基板の入れ換えを行うものであるため、従来例
のような搬送ロボットに比べれば単純で小型の機構で済
むので、真空予備室の容積を小さくすることが可能であ
り、かつ単純な機構であるためその雰囲気の真空排気も
容易であり、従って当該真空予備室の真空排気時間を短
縮することができるので、この理由からも装置のスルー
プットを向上させることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】図１は、この発明に係る基板処理
装置の一例を示す横断面図である。図２は、図１の基板
処理装置のイオン源周りを部分的に示す斜視図である。
図３は、図１の基板処理装置の真空弁周りを部分的に示
す斜視図である。図４は、図１中のホルダの一例を示す
平面図である。
装置の一例を示す横断面図である。図２は、図１の基板
処理装置のイオン源周りを部分的に示す斜視図である。
図３は、図１の基板処理装置の真空弁周りを部分的に示
す斜視図である。図４は、図１中のホルダの一例を示す
平面図である。
【００２０】この基板処理装置は、具体的にはイオンド
ーピング装置であり、処理室３０およびそれに隣り合う
真空予備室６２という合計二つの真空槽を有している。
ーピング装置であり、処理室３０およびそれに隣り合う
真空予備室６２という合計二つの真空槽を有している。
【００２１】処理室３０は、基板２の処理を行うための
ものであり、図示しない真空ポンプによって例えば１０
-6〜１０-7Ｔｏｒｒ程度に真空排気される。
ものであり、図示しない真空ポンプによって例えば１０
-6〜１０-7Ｔｏｒｒ程度に真空排気される。
【００２２】真空予備室６２は、処理室３０を大気圧に
戻すことなく、基板２をこの処理室３０内と大気中との
間で出し入れするためのものであり、図示しない真空ポ
ンプによって例えば１０-2〜１０-3Ｔｏｒｒ程度に真空
排気される。
戻すことなく、基板２をこの処理室３０内と大気中との
間で出し入れするためのものであり、図示しない真空ポ
ンプによって例えば１０-2〜１０-3Ｔｏｒｒ程度に真空
排気される。
【００２３】処理室３０と真空予備室６２との間は、真
空弁（例えばゲート弁）６４によって仕切られている。
この真空弁６４は、この実施例では図３に示すように、
水平方向に長く配置されており、基板２を保持した二つ
のホルダ３２を、ほぼ水平状態において、二つ同時に通
過させることのできる幅Ｗおよび高さＨを有している。
空弁（例えばゲート弁）６４によって仕切られている。
この真空弁６４は、この実施例では図３に示すように、
水平方向に長く配置されており、基板２を保持した二つ
のホルダ３２を、ほぼ水平状態において、二つ同時に通
過させることのできる幅Ｗおよび高さＨを有している。
【００２４】真空予備室６２と大気中との間は、真空弁
（例えばフラップ弁）７２によって仕切られている。こ
の真空弁７２の大気側の前方には、アーム７４を有して
いてそれに載置した基板２を真空予備室６２内と大気中
との間で矢印Ｅに示すように出し入れすることのできる
２軸または３軸の搬送ロボット（図示省略）が設けられ
ている。この搬送ロボットは、例えば、図１０に示した
搬送ロボット２４と同様のものである。
（例えばフラップ弁）７２によって仕切られている。こ
の真空弁７２の大気側の前方には、アーム７４を有して
いてそれに載置した基板２を真空予備室６２内と大気中
との間で矢印Ｅに示すように出し入れすることのできる
２軸または３軸の搬送ロボット（図示省略）が設けられ
ている。この搬送ロボットは、例えば、図１０に示した
搬送ロボット２４と同様のものである。
【００２５】処理室３０内には、前述したような基板２
を互いに同じ側の面（イオン源５４側の面）に保持する
二つのホルダ３２が収納されている。両ホルダ３２は、
後述するホルダ移動機構３４によって、互いにほぼ平行
に支持されている。各ホルダ３２は、基板２の周縁部を
押さえ付ける環状または複数個のクランパーのような公
知の保持手段（図示省略）を有している。
を互いに同じ側の面（イオン源５４側の面）に保持する
二つのホルダ３２が収納されている。両ホルダ３２は、
後述するホルダ移動機構３４によって、互いにほぼ平行
に支持されている。各ホルダ３２は、基板２の周縁部を
押さえ付ける環状または複数個のクランパーのような公
知の保持手段（図示省略）を有している。
【００２６】基板２は例えば液晶ディスプレイ用のガラ
ス基板であり、その寸法は例えば５５０×６５０ｍｍ程
度である。各ホルダ３２の寸法は、例えば当該基板寸法
よりも縦横各々１０〜２０ｍｍ程度大きな寸法である。
ス基板であり、その寸法は例えば５５０×６５０ｍｍ程
度である。各ホルダ３２の寸法は、例えば当該基板寸法
よりも縦横各々１０〜２０ｍｍ程度大きな寸法である。
【００２７】処理室３０の中央部付近の壁面には、処理
手段の一例として、その前方の処理位置Ｐにおいて、前
記各ホルダ３２に保持された基板２にイオンビーム５６
を順次照射して、当該基板２にイオン注入処理を施すイ
オン源５４が取り付けられている。このイオン源５４
は、この実施例では、図２に示すように、ホルダ３２の
矢印Ｂに示す移動方向にほぼ直交する方向に（即ちこの
例では縦方向に）細長く、かつ同直交する方向における
基板２の寸法Ｌよりも長い帯状のイオンビーム５６を射
出する。
手段の一例として、その前方の処理位置Ｐにおいて、前
記各ホルダ３２に保持された基板２にイオンビーム５６
を順次照射して、当該基板２にイオン注入処理を施すイ
オン源５４が取り付けられている。このイオン源５４
は、この実施例では、図２に示すように、ホルダ３２の
矢印Ｂに示す移動方向にほぼ直交する方向に（即ちこの
例では縦方向に）細長く、かつ同直交する方向における
基板２の寸法Ｌよりも長い帯状のイオンビーム５６を射
出する。
【００２８】処理室３０内からその外部にかけての部分
に、ホルダ移動機構３４が設けられている。このホルダ
移動機構３４は、処理室３０内にあって、当該処理室３
０、真空弁６４および真空予備室６２を結ぶ線９２に平
行に、かつ互いに平行に配置された２本のボールねじ４
０を有しており、それらの両端部は支持部４２および５
２によって回転可能に支持されている。両支持部４２お
よび５２は、この実施例では、それ自体が、処理室３０
の壁面に対して、両ボールねじ４０間の中心軸４１を中
心にして、矢印Ｃに示すように往復回転可能である。そ
の回転部は、Ｏリング等のパッキン（図示省略）によっ
て真空シールされている。また、２本のボールねじ４０
が支持部４２を貫通する部分も、Ｏリング等のパッキン
（図示省略）によって真空シールされている。
に、ホルダ移動機構３４が設けられている。このホルダ
移動機構３４は、処理室３０内にあって、当該処理室３
０、真空弁６４および真空予備室６２を結ぶ線９２に平
行に、かつ互いに平行に配置された２本のボールねじ４
０を有しており、それらの両端部は支持部４２および５
２によって回転可能に支持されている。両支持部４２お
よび５２は、この実施例では、それ自体が、処理室３０
の壁面に対して、両ボールねじ４０間の中心軸４１を中
心にして、矢印Ｃに示すように往復回転可能である。そ
の回転部は、Ｏリング等のパッキン（図示省略）によっ
て真空シールされている。また、２本のボールねじ４０
が支持部４２を貫通する部分も、Ｏリング等のパッキン
（図示省略）によって真空シールされている。
【００２９】各ボールねじ４０の一端部（図の左端部）
には、各ボールねじ４０を矢印Ａに示すようにそれぞれ
独立して往復回転させる可逆転式のモータ４６がそれぞ
れ接続されている。この二つのモータ４６は、上記支持
部４２に支持されている。
には、各ボールねじ４０を矢印Ａに示すようにそれぞれ
独立して往復回転させる可逆転式のモータ４６がそれぞ
れ接続されている。この二つのモータ４６は、上記支持
部４２に支持されている。
【００３０】各ボールねじ４０には、その回転運動を直
線運動に変換するボールナット３８がそれぞれ螺合して
いる。この各ボールナット３８と各ホルダ３２の後方部
（即ち真空予備室６２とは反対側の部分）とをＬ形のア
ーム３６によってそれぞれ接続して、両ホルダ３２を前
述したように互いにほぼ平行に支持している。
線運動に変換するボールナット３８がそれぞれ螺合して
いる。この各ボールナット３８と各ホルダ３２の後方部
（即ち真空予備室６２とは反対側の部分）とをＬ形のア
ーム３６によってそれぞれ接続して、両ホルダ３２を前
述したように互いにほぼ平行に支持している。
【００３１】支持部４２およびそれに支持された全ての
物は、即ち２本のボールねじ４０および二つのホルダ３
２等は、モータ５０によって、歯車４８および４４を介
して、矢印Ｃに示すように、両ホルダ３２が垂直または
斜め（例えば水平から７０度程度）に起立した状態（図
２中に実線で示す状態）と、両ホルダ３２がほぼ水平の
状態（図２中に二点鎖線で示す状態）との姿勢を採るよ
うに所定角度範囲内で往復回転させることができる。
物は、即ち２本のボールねじ４０および二つのホルダ３
２等は、モータ５０によって、歯車４８および４４を介
して、矢印Ｃに示すように、両ホルダ３２が垂直または
斜め（例えば水平から７０度程度）に起立した状態（図
２中に実線で示す状態）と、両ホルダ３２がほぼ水平の
状態（図２中に二点鎖線で示す状態）との姿勢を採るよ
うに所定角度範囲内で往復回転させることができる。
【００３２】各モータ４６によって各ボールねじ４０を
それぞれ往復回転させることによって、各ホルダ３２
を、処理位置Ｐの後方にありイオンビーム５６の当たら
ない待機位置Ｑから出発して処理位置Ｐを横切るように
互いに独立して往復直線移動させることができる。その
間に、各基板２にイオンビーム５６を照射してイオン注
入処理を施すことができる。このイオン注入処理方法の
詳細は後述する。更に、ホルダ回転位置Ｒにおいて、上
記モータ５０によって支持部４２等を回転させることに
よって、両ホルダ３２を起立状態と水平状態との間で矢
印Ｃに示すように回転させることができる。更に、二つ
のホルダ３２が水平状態において、上記両モータ４６を
同時に回転させることによって、両ホルダ３２を同時
に、処理室３０内のホルダ回転位置Ｒから真空予備室６
２内（より具体的にはその基板交換機構６６）との間
を、真空弁６４を通して、往復直線移動させることがで
きる。図３は、両ホルダ３２を真空予備室６２内へ移動
させた状態を示す。
それぞれ往復回転させることによって、各ホルダ３２
を、処理位置Ｐの後方にありイオンビーム５６の当たら
ない待機位置Ｑから出発して処理位置Ｐを横切るように
互いに独立して往復直線移動させることができる。その
間に、各基板２にイオンビーム５６を照射してイオン注
入処理を施すことができる。このイオン注入処理方法の
詳細は後述する。更に、ホルダ回転位置Ｒにおいて、上
記モータ５０によって支持部４２等を回転させることに
よって、両ホルダ３２を起立状態と水平状態との間で矢
印Ｃに示すように回転させることができる。更に、二つ
のホルダ３２が水平状態において、上記両モータ４６を
同時に回転させることによって、両ホルダ３２を同時
に、処理室３０内のホルダ回転位置Ｒから真空予備室６
２内（より具体的にはその基板交換機構６６）との間
を、真空弁６４を通して、往復直線移動させることがで
きる。図３は、両ホルダ３２を真空予備室６２内へ移動
させた状態を示す。
【００３３】ホルダ３２の姿勢を上記のように起立状態
と水平状態とに切り換えるために、この実施例では、処
理室３０は、待機位置Ｑから処理位置Ｐまでは縦に細長
く、ホルダ回転位置Ｒの部分はホルダ３２の回転を許容
するために１／４円筒に近い形状をしている。真空予備
室６２は、水平状態のホルダ３２を受け入れるために、
横に広く縦に背の低い形状をしている。
と水平状態とに切り換えるために、この実施例では、処
理室３０は、待機位置Ｑから処理位置Ｐまでは縦に細長
く、ホルダ回転位置Ｒの部分はホルダ３２の回転を許容
するために１／４円筒に近い形状をしている。真空予備
室６２は、水平状態のホルダ３２を受け入れるために、
横に広く縦に背の低い形状をしている。
【００３４】真空予備室６２内には、基板交換機構６６
が設けられている。この基板交換機構６６は、具体的に
はこの例では基板昇降機構であり、図１、図６および図
７に示すように、４本の支柱６８と、この各支柱６８の
内側にそれぞれ突設されていて基板２の周縁部を支持す
る４段の支持ピン７０と、支柱６８を一括して昇降させ
る駆動機構７１（図６参照）とを有している。この例で
は、上側の２段の支持ピン７０に２枚の未処理の基板２
（２ａ）を、下側の２段の支持ピン７０に２枚の処理済
の基板２（２ｂ）を、それぞれ保持することができる。
前記各ホルダ３２の周縁部には、図４に示すように、上
記支持ピン７０がそれぞれ通る四つの切り込み３３がそ
れぞれ設けられている。
が設けられている。この基板交換機構６６は、具体的に
はこの例では基板昇降機構であり、図１、図６および図
７に示すように、４本の支柱６８と、この各支柱６８の
内側にそれぞれ突設されていて基板２の周縁部を支持す
る４段の支持ピン７０と、支柱６８を一括して昇降させ
る駆動機構７１（図６参照）とを有している。この例で
は、上側の２段の支持ピン７０に２枚の未処理の基板２
（２ａ）を、下側の２段の支持ピン７０に２枚の処理済
の基板２（２ｂ）を、それぞれ保持することができる。
前記各ホルダ３２の周縁部には、図４に示すように、上
記支持ピン７０がそれぞれ通る四つの切り込み３３がそ
れぞれ設けられている。
【００３５】上記基板交換機構６６は、詳細は後述する
けれども、前述したホルダ移動機構３４と協働して、即
ち二つのホルダ３２を図７中に矢印およびあるいは
およびに示すように前述した矢印Ｂ方向に前後動さ
せるのと所定の関係で、支柱６８を図７中に矢印およ
びに示すように上下動させることによって、真空予備
室６２内において二つのホルダ３２に対して一括して、
即ち二つのホルダ３２に対して、２枚の処理済基板２ｂ
を同時に取り出し、かつ２枚の未処理基板２ａを同時に
装着することができる。
けれども、前述したホルダ移動機構３４と協働して、即
ち二つのホルダ３２を図７中に矢印およびあるいは
およびに示すように前述した矢印Ｂ方向に前後動さ
せるのと所定の関係で、支柱６８を図７中に矢印およ
びに示すように上下動させることによって、真空予備
室６２内において二つのホルダ３２に対して一括して、
即ち二つのホルダ３２に対して、２枚の処理済基板２ｂ
を同時に取り出し、かつ２枚の未処理基板２ａを同時に
装着することができる。
【００３６】なお、二つのホルダ３２の上記矢印Ｂに示
したような往復直線移動および上記矢印Ｃに示したよう
な姿勢の切り換え、更には上記基板交換機構６６の昇降
の制御は、具体的には、制御装置６０によって、上記二
つのモータ４６、モータ５０および駆動機構７１を制御
することによって行われる。この制御装置６０は、更
に、イオン源５４からのイオンビーム５６の引き出しの
制御、かつ図９を参照して後述する基板処理方法の制御
をも行う。
したような往復直線移動および上記矢印Ｃに示したよう
な姿勢の切り換え、更には上記基板交換機構６６の昇降
の制御は、具体的には、制御装置６０によって、上記二
つのモータ４６、モータ５０および駆動機構７１を制御
することによって行われる。この制御装置６０は、更
に、イオン源５４からのイオンビーム５６の引き出しの
制御、かつ図９を参照して後述する基板処理方法の制御
をも行う。
【００３７】この基板処理装置によれば、真空槽は、処
理室３０と真空予備室６２との二つで済む。
理室３０と真空予備室６２との二つで済む。
【００３８】しかも、ホルダ移動機構３４によって、二
つのホルダ３２を、処理室３０内において処理位置Ｐを
横切るように互いに独立して往復直線移動させ、それに
よって各ホルダ３２に保持した基板２に順次イオン注入
処理を施すことができるだけでなく、同じホルダ移動機
構３４によって、基板２を保持した二つのホルダ３２
を、処理室３０内と真空予備室６２との間を往復直線移
動させて、両室間の基板搬送を行うことができるので、
図１０に示した従来例のような真空中での基板搬送専用
の搬送ロボット１８を設ける必要がない。図１０の従来
例では、ホルダ駆動機構６とは別に搬送ロボット１８が
必要であったのであるが、この搬送ロボット１８が不要
になる。従って、真空中での基板搬送の機構が簡素化さ
れる。
つのホルダ３２を、処理室３０内において処理位置Ｐを
横切るように互いに独立して往復直線移動させ、それに
よって各ホルダ３２に保持した基板２に順次イオン注入
処理を施すことができるだけでなく、同じホルダ移動機
構３４によって、基板２を保持した二つのホルダ３２
を、処理室３０内と真空予備室６２との間を往復直線移
動させて、両室間の基板搬送を行うことができるので、
図１０に示した従来例のような真空中での基板搬送専用
の搬送ロボット１８を設ける必要がない。図１０の従来
例では、ホルダ駆動機構６とは別に搬送ロボット１８が
必要であったのであるが、この搬送ロボット１８が不要
になる。従って、真空中での基板搬送の機構が簡素化さ
れる。
【００３９】このように、この実施例の装置では、真空
槽が二つで済み、しかも真空中での基板搬送の機構が簡
素化されるので、装置構成を簡素化することが可能にな
った。
槽が二つで済み、しかも真空中での基板搬送の機構が簡
素化されるので、装置構成を簡素化することが可能にな
った。
【００４０】しかも、真空予備室６２内では、ホルダ移
動機構３４によって、基板２を保持した二つのホルダ３
２を同時に移動させることができ、その真空予備室６２
内では、当該ホルダ移動機構３４と基板交換機構６６と
の協働によって、二つのホルダ３２に対して一括して、
処理済基板２ｂと未処理基板２ａとの入れ換えを行うこ
とができるので、図１０に示した従来例のように処理済
基板と未処理基板とを１枚ずつ交換する場合に比べて、
基板搬送、基板交換および真空予備室の真空排気回数を
低減することができ、従って装置のスループットを向上
させることができる。
動機構３４によって、基板２を保持した二つのホルダ３
２を同時に移動させることができ、その真空予備室６２
内では、当該ホルダ移動機構３４と基板交換機構６６と
の協働によって、二つのホルダ３２に対して一括して、
処理済基板２ｂと未処理基板２ａとの入れ換えを行うこ
とができるので、図１０に示した従来例のように処理済
基板と未処理基板とを１枚ずつ交換する場合に比べて、
基板搬送、基板交換および真空予備室の真空排気回数を
低減することができ、従って装置のスループットを向上
させることができる。
【００４１】即ち、２枚の基板２を同時に交換すること
が可能になることによって、基板２を１枚ずつ交換する
場合に比べて、１枚当たりの交換時間を半減させること
が可能になり、その分、基板２の処理に要する全体の時
間を短縮することができるので、装置のスループットを
向上させることができる。あるいは、スループットを向
上させる代わりに、交換時間を短縮することができる
分、基板２の実際の処理に費やす時間を長くすることも
でき、そのようにすれば、基板２へのイオンビーム５６
による単位時間当たりの入射電力を小さく抑えることが
できるので、処理時の基板２の温度上昇を小さく抑える
こともできる。
が可能になることによって、基板２を１枚ずつ交換する
場合に比べて、１枚当たりの交換時間を半減させること
が可能になり、その分、基板２の処理に要する全体の時
間を短縮することができるので、装置のスループットを
向上させることができる。あるいは、スループットを向
上させる代わりに、交換時間を短縮することができる
分、基板２の実際の処理に費やす時間を長くすることも
でき、そのようにすれば、基板２へのイオンビーム５６
による単位時間当たりの入射電力を小さく抑えることが
できるので、処理時の基板２の温度上昇を小さく抑える
こともできる。
【００４２】更に、基板交換機構６６は、ホルダ移動機
構３４と協働して基板２の入れ換えを行うものであるた
め、図１０に示した従来例の搬送ロボット１８に比べれ
ば単純で小型の機構で済むので、真空予備室６２の容積
を小さくすることが可能であり、かつ単純な機構である
ためその雰囲気の真空排気も容易である。従って真空予
備室６２の真空排気時間を短縮することができるので、
この理由からも装置のスループットを向上させることが
できる。
構３４と協働して基板２の入れ換えを行うものであるた
め、図１０に示した従来例の搬送ロボット１８に比べれ
ば単純で小型の機構で済むので、真空予備室６２の容積
を小さくすることが可能であり、かつ単純な機構である
ためその雰囲気の真空排気も容易である。従って真空予
備室６２の真空排気時間を短縮することができるので、
この理由からも装置のスループットを向上させることが
できる。
【００４３】例えば、上記支持ピン７０の上下の間隔は
２０〜３０ｍｍ程度で良く、この支持ピン７０を上記例
のように４段にした場合でも、真空予備室６２の内側の
高さは、１００〜１５０ｍｍ程度というように非常に小
さくすることが可能であり、従って真空予備室６２の容
積も小さくすることが可能である。
２０〜３０ｍｍ程度で良く、この支持ピン７０を上記例
のように４段にした場合でも、真空予備室６２の内側の
高さは、１００〜１５０ｍｍ程度というように非常に小
さくすることが可能であり、従って真空予備室６２の容
積も小さくすることが可能である。
【００４４】なお、公表特許公報平４−５０２５３４号
には、処理室（ターゲット室）内において、基板を保持
する二つのホルダ（サポート）を、共通の駆動ベルトに
よって、処理位置の前方を二つ同時にしかも互いに反対
方向に並進させる装置が記載されているけれども、こ
の処理室に真空予備室を隣接させること、処理室と真
空予備室との間で真空中で基板を搬送する機構、および
真空予備室内における上記二つのホルダに対して処理
済基板と未処理基板とを入れ換える機構については、何
も記載されていない。
には、処理室（ターゲット室）内において、基板を保持
する二つのホルダ（サポート）を、共通の駆動ベルトに
よって、処理位置の前方を二つ同時にしかも互いに反対
方向に並進させる装置が記載されているけれども、こ
の処理室に真空予備室を隣接させること、処理室と真
空予備室との間で真空中で基板を搬送する機構、および
真空予備室内における上記二つのホルダに対して処理
済基板と未処理基板とを入れ換える機構については、何
も記載されていない。
【００４５】上記駆動ベルトでは、ホルダを処理室外へ
移動させることはできないので、真空予備室を設けると
しても、通常はその中に前述したような搬送ロボットを
設ける必要があり、そのようにしたのでは、図１０に示
した従来例の場合と同様の課題が存在することになる。
移動させることはできないので、真空予備室を設けると
しても、通常はその中に前述したような搬送ロボットを
設ける必要があり、そのようにしたのでは、図１０に示
した従来例の場合と同様の課題が存在することになる。
【００４６】この発明の実施例に再び戻ると、ホルダ３
２の支持体であるアーム３６は、図２に明確に示されて
いるように、各ホルダ３２の後方部に、しかもそこから
後方に幾分突き出るように設けるのが好ましい。そのよ
うにすれば、図３に示すように、ホルダ３２を真空予備
室６２内へ挿入するときにアーム３６が真空弁６４に当
たらないので、真空弁６４の幅Ｗを大きくせずに済む。
当該幅Ｗは具体的には、基板２を保持したホルダ３２が
通過できる寸法で済む。
２の支持体であるアーム３６は、図２に明確に示されて
いるように、各ホルダ３２の後方部に、しかもそこから
後方に幾分突き出るように設けるのが好ましい。そのよ
うにすれば、図３に示すように、ホルダ３２を真空予備
室６２内へ挿入するときにアーム３６が真空弁６４に当
たらないので、真空弁６４の幅Ｗを大きくせずに済む。
当該幅Ｗは具体的には、基板２を保持したホルダ３２が
通過できる寸法で済む。
【００４７】上記各ホルダ３２は、基板２のイオン注入
等の処理に伴って温度が上昇するので、冷却機構を設け
て冷却するのが好ましい。その実施例を図５に示す。
等の処理に伴って温度が上昇するので、冷却機構を設け
て冷却するのが好ましい。その実施例を図５に示す。
【００４８】この冷却機構８０は、四つの回転式の継手
８２と、それらの間をつなぐ三つの配管８４とを有して
いる。これらよって、冷媒の往復の流路を形成してお
り、当該流路を通して、処理室３０外から、アーム３６
およびホルダ３２内に形成された冷媒流路８６に、冷却
水等の冷媒８８を流して、ホルダ３２を、更にこの例で
はアーム３６を、冷却することができる。
８２と、それらの間をつなぐ三つの配管８４とを有して
いる。これらよって、冷媒の往復の流路を形成してお
り、当該流路を通して、処理室３０外から、アーム３６
およびホルダ３２内に形成された冷媒流路８６に、冷却
水等の冷媒８８を流して、ホルダ３２を、更にこの例で
はアーム３６を、冷却することができる。
【００４９】詳述すると、一番先の継手８２（８２ａ）
は、ホルダ３２の中心軸９０付近のアーム３６に取り付
けている。一番元の継手８２（８２ｂ）は、図１に示し
た支持部４２に取り付けている。この一番元の継手８２
ｂは、支持部４２に直接取り付けても良いし、冷媒流路
を有する支柱を支持部４２とこの継手８２ｂ間に設ける
等して、図５に示すようにホルダ３２の中心軸９０付近
に位置するように取り付けても良い。中間の二つの継手
８２は、どこにも固定しておらず、前後および上下に自
由に動くことができる。従ってこの冷却機構８０は、継
手８２が関節のようになり、ホルダ３２の並進動作に応
じて図５中に実線および二点鎖線で示すように伸縮する
ことができる。
は、ホルダ３２の中心軸９０付近のアーム３６に取り付
けている。一番元の継手８２（８２ｂ）は、図１に示し
た支持部４２に取り付けている。この一番元の継手８２
ｂは、支持部４２に直接取り付けても良いし、冷媒流路
を有する支柱を支持部４２とこの継手８２ｂ間に設ける
等して、図５に示すようにホルダ３２の中心軸９０付近
に位置するように取り付けても良い。中間の二つの継手
８２は、どこにも固定しておらず、前後および上下に自
由に動くことができる。従ってこの冷却機構８０は、継
手８２が関節のようになり、ホルダ３２の並進動作に応
じて図５中に実線および二点鎖線で示すように伸縮する
ことができる。
【００５０】このような冷却機構８０を、各ホルダ３２
に対して一つずつ、当該冷却機構８０同士が衝突せず、
しかも二つのホルダ３２間の間隔をできるだけ小さくす
ることができるように、各々反対側の面に取り付けてい
る。即ち、イオン源５４に近い側のホルダ３２にはイオ
ン源５４に近い側の面に一つの冷却機構８０を取り付
け、その反対側のホルダ３２には当該反対側の面に他の
冷却機構８０を取り付け、このようにして二つの冷却機
構８０を表裏対称に配置している。
に対して一つずつ、当該冷却機構８０同士が衝突せず、
しかも二つのホルダ３２間の間隔をできるだけ小さくす
ることができるように、各々反対側の面に取り付けてい
る。即ち、イオン源５４に近い側のホルダ３２にはイオ
ン源５４に近い側の面に一つの冷却機構８０を取り付
け、その反対側のホルダ３２には当該反対側の面に他の
冷却機構８０を取り付け、このようにして二つの冷却機
構８０を表裏対称に配置している。
【００５１】このような冷却機構８０を設けることによ
って、ホルダ３２を冷却することができるので、ホル
ダ３２の熱変形の防止、ホルダ３２からのガス放出
（アウトガス）の抑制による処理室３０内の真空度悪化
の防止、および基板２の処理時の温度上昇抑制による
基板２の変質等の防止、等を図ることができる。
って、ホルダ３２を冷却することができるので、ホル
ダ３２の熱変形の防止、ホルダ３２からのガス放出
（アウトガス）の抑制による処理室３０内の真空度悪化
の防止、および基板２の処理時の温度上昇抑制による
基板２の変質等の防止、等を図ることができる。
【００５２】なお、上記のような冷却機構８０の代わり
に、樹脂製または金属製のフレキシブルなチューブを用
いるという考えもあるけれども、樹脂製のチューブは真
空内ではガス放出が多くて使用することができず、金属
製のチューブは繰り返し疲労に弱くて使用することがで
きない。
に、樹脂製または金属製のフレキシブルなチューブを用
いるという考えもあるけれども、樹脂製のチューブは真
空内ではガス放出が多くて使用することができず、金属
製のチューブは繰り返し疲労に弱くて使用することがで
きない。
【００５３】また、この実施例のようにアーム３６もそ
こに冷媒８８を流して冷却するようにすれば、このアー
ム３６の熱変形の防止およびこのアーム３６からのガス
放出の抑制をも図ることが可能になるので、より好まし
い。
こに冷媒８８を流して冷却するようにすれば、このアー
ム３６の熱変形の防止およびこのアーム３６からのガス
放出の抑制をも図ることが可能になるので、より好まし
い。
【００５４】また、この実施例のように、少なくとも先
端の継手８２ａをホルダ３２の中心軸９０付近に取り付
けることによって、上記冷却機構８０が縮んだときに、
中間の継手８２および配管８４が当該中心軸９０から上
下にほぼ同程度に突き出すようになるので、どちらか一
方にのみ大きく突き出す場合に比べて、処理室３０の高
さを小さくして処理室３０の余分な容積アップを抑える
ことができる。
端の継手８２ａをホルダ３２の中心軸９０付近に取り付
けることによって、上記冷却機構８０が縮んだときに、
中間の継手８２および配管８４が当該中心軸９０から上
下にほぼ同程度に突き出すようになるので、どちらか一
方にのみ大きく突き出す場合に比べて、処理室３０の高
さを小さくして処理室３０の余分な容積アップを抑える
ことができる。
【００５５】再び図１を参照して、この実施例のよう
に、モータ５０等から成り、ホルダ移動機構３４を前述
した矢印Ｃのように回転させる回転機構を設けておく
と、基板２の処理はホルダ３２の起立状態で行うことが
できるので、処理中の基板２の処理面にゴミ等が付着す
ることを防止することができる。しかも、基板２の交換
はホルダ３２の水平状態で行うことができるので、基板
２の交換が容易であり、基板交換機構６６の構造を簡素
化することができる。
に、モータ５０等から成り、ホルダ移動機構３４を前述
した矢印Ｃのように回転させる回転機構を設けておく
と、基板２の処理はホルダ３２の起立状態で行うことが
できるので、処理中の基板２の処理面にゴミ等が付着す
ることを防止することができる。しかも、基板２の交換
はホルダ３２の水平状態で行うことができるので、基板
２の交換が容易であり、基板交換機構６６の構造を簡素
化することができる。
【００５６】また、この実施例のように、基板２を保持
したホルダ３２を処理位置Ｐで往復並進させ、かつイオ
ン源５４から射出するイオンビーム５６を図２に示した
ように帯状にしておくと、イオンビームを電気的に（即
ち電界または磁界によって）走査したり、イオンビーム
を基板２全体を取り囲むような大面積にすることなく、
基板２の全面に均一性良くイオンビーム５６を照射して
基板２を均一性良く処理することができる。
したホルダ３２を処理位置Ｐで往復並進させ、かつイオ
ン源５４から射出するイオンビーム５６を図２に示した
ように帯状にしておくと、イオンビームを電気的に（即
ち電界または磁界によって）走査したり、イオンビーム
を基板２全体を取り囲むような大面積にすることなく、
基板２の全面に均一性良くイオンビーム５６を照射して
基板２を均一性良く処理することができる。
【００５７】また、基板２の処理方法としては、一つの
基板２を一方向に１回だけ移動（並進）させることによ
って当該基板２の必要な処理を全て完了させ、その後
に、次の基板２を同じく一方向に１回だけ移動させるこ
とによって当該基板２の必要な処理を全て完了させると
いう方法でも良いけれども、次のような処理方法を採用
する方が好ましい。
基板２を一方向に１回だけ移動（並進）させることによ
って当該基板２の必要な処理を全て完了させ、その後
に、次の基板２を同じく一方向に１回だけ移動させるこ
とによって当該基板２の必要な処理を全て完了させると
いう方法でも良いけれども、次のような処理方法を採用
する方が好ましい。
【００５８】即ち、図９を参照して、まず基板２を保持
した一方のホルダ３２を、前記処理位置Ｐを矢印イ、ロ
に示すように一往復させて、当該基板２にイオンビーム
５６を照射してイオン注入処理を施す。その間に、他方
のホルダ３２は、イオンビーム５６が当たらない待機位
置Ｑに待機させておく（図９Ａ）。この一方のホルダ３
２は、図９Ａではイオン源５４に近い側のホルダ３２で
あるが、その反対側のホルダ３２でも勿論構わない。
した一方のホルダ３２を、前記処理位置Ｐを矢印イ、ロ
に示すように一往復させて、当該基板２にイオンビーム
５６を照射してイオン注入処理を施す。その間に、他方
のホルダ３２は、イオンビーム５６が当たらない待機位
置Ｑに待機させておく（図９Ａ）。この一方のホルダ３
２は、図９Ａではイオン源５４に近い側のホルダ３２で
あるが、その反対側のホルダ３２でも勿論構わない。
【００５９】次いで、今度は基板２を保持した他方のホ
ルダ３２を、前記処理位置Ｐを矢印ハ、ニに示すように
一往復させて、当該基板２にイオンビーム５６を照射し
てイオン注入処理を施す。その間に、前記一方のホルダ
３２は、待機位置Ｑに待機させておく（図９Ｂ）。この
イオン源５４に近い側のホルダ３２を待機位置Ｑに待機
させておくのは、そのアーム３６（図２参照）がイオン
ビーム５６を遮るのを防止するためである。
ルダ３２を、前記処理位置Ｐを矢印ハ、ニに示すように
一往復させて、当該基板２にイオンビーム５６を照射し
てイオン注入処理を施す。その間に、前記一方のホルダ
３２は、待機位置Ｑに待機させておく（図９Ｂ）。この
イオン源５４に近い側のホルダ３２を待機位置Ｑに待機
させておくのは、そのアーム３６（図２参照）がイオン
ビーム５６を遮るのを防止するためである。
【００６０】そして、この図９ＡおよびＢに示す一連の
処理工程を、１回または複数回繰り返して、各基板２に
必要量の処理を施す。
処理工程を、１回または複数回繰り返して、各基板２に
必要量の処理を施す。
【００６１】このような処理方法によれば、１枚の基板
２に少なくとも２回（即ち往路で１回、復路で１回）イ
オンビーム５６を照射して、１枚の基板２を少なくとも
２回に分けて処理することができるので、１回で全ての
必要量を処理する場合に比べて、基板２の温度上昇を低
減することができる。これは、処理と処理との間におけ
る基板温度の下降を期待できるからである。また、仮に
処理中にイオンビーム５６のビーム電流等に変動が生じ
たとしても、１回で全ての必要量を処理する場合に比べ
て、２回以上に分けて処理する場合はこの変動の影響を
小さくすることができるので、基板処理の均一性悪化を
軽減することができる。
２に少なくとも２回（即ち往路で１回、復路で１回）イ
オンビーム５６を照射して、１枚の基板２を少なくとも
２回に分けて処理することができるので、１回で全ての
必要量を処理する場合に比べて、基板２の温度上昇を低
減することができる。これは、処理と処理との間におけ
る基板温度の下降を期待できるからである。また、仮に
処理中にイオンビーム５６のビーム電流等に変動が生じ
たとしても、１回で全ての必要量を処理する場合に比べ
て、２回以上に分けて処理する場合はこの変動の影響を
小さくすることができるので、基板処理の均一性悪化を
軽減することができる。
【００６２】上記図９ＡおよびＢに示す一連の処理工程
を何回繰り返すかは、必要とする処理量（例えばイオン
注入量）、イオンビーム５６のビーム電流等によっても
変わるけれども、１回よりも複数回の方が上記効果がよ
り大きくなるので好ましい。しかし、あまり回数を多く
すると処理に費やす時間が長くなってスループットが低
下するので、１０回以下、より具体的には２〜６回程度
がより好ましい。
を何回繰り返すかは、必要とする処理量（例えばイオン
注入量）、イオンビーム５６のビーム電流等によっても
変わるけれども、１回よりも複数回の方が上記効果がよ
り大きくなるので好ましい。しかし、あまり回数を多く
すると処理に費やす時間が長くなってスループットが低
下するので、１０回以下、より具体的には２〜６回程度
がより好ましい。
【００６３】真空予備室６２内において、二つのホルダ
３２に対して同時に、処理済基板と未処理基板とを交換
する方法の詳細例を図７を参照して説明する。
３２に対して同時に、処理済基板と未処理基板とを交換
する方法の詳細例を図７を参照して説明する。
【００６４】基板交換機構６６の上２段の支持ピン７０
には、図７Ａに示すように、２枚の未処理基板２ａが既
に乗せられているものとする（これについては図８を参
照して説明する）。
には、図７Ａに示すように、２枚の未処理基板２ａが既
に乗せられているものとする（これについては図８を参
照して説明する）。
【００６５】図７Ｂを参照して、まず矢印に示すよう
に処理済基板２ｂを乗せた二つのホルダ３２を同時に下
２段の支持ピン７０の上方に挿入し、矢印に示すよう
に基板交換機構６６（具体的にはその支柱６８および支
持ピン７０。以下同じ）を上昇させ、下２段の支持ピン
７０で２枚の処理済基板２ｂを持ち上げ（このとき支持
ピン７０はホルダ３２の切り込み３３を通る）、矢印
に示すように両ホルダ３２を同時に引き抜く。
に処理済基板２ｂを乗せた二つのホルダ３２を同時に下
２段の支持ピン７０の上方に挿入し、矢印に示すよう
に基板交換機構６６（具体的にはその支柱６８および支
持ピン７０。以下同じ）を上昇させ、下２段の支持ピン
７０で２枚の処理済基板２ｂを持ち上げ（このとき支持
ピン７０はホルダ３２の切り込み３３を通る）、矢印
に示すように両ホルダ３２を同時に引き抜く。
【００６６】次に図７Ｃを参照して、矢印に示すよう
に基板交換機構６６を２段分下降させ、矢印に示すよ
うに上２段の支持ピン７０の下方に二つのホルダ３２を
再び同時に挿入し、矢印に示すように基板交換機構６
６を更に下降させ、上２段の支持ピン７０上の未処理基
板２ａを各ホルダ３２上に乗せ（このとき支持ピン７０
はホルダ３２の切り込み３３を通る）、矢印に示すよ
うに両ホルダ３２を同時に引き抜く。
に基板交換機構６６を２段分下降させ、矢印に示すよ
うに上２段の支持ピン７０の下方に二つのホルダ３２を
再び同時に挿入し、矢印に示すように基板交換機構６
６を更に下降させ、上２段の支持ピン７０上の未処理基
板２ａを各ホルダ３２上に乗せ（このとき支持ピン７０
はホルダ３２の切り込み３３を通る）、矢印に示すよ
うに両ホルダ３２を同時に引き抜く。
【００６７】以上によって基板の入れ換えは完了する。
【００６８】次に、真空予備室６２内と大気側との間で
処理済基板と未処理基板とを搬出入する方法の詳細例を
図８を参照して説明する。なお、大気側の搬送ロボット
のアーム７４は一つでも二つでも良いけれども、ここで
は一つの場合を例にして説明する。
処理済基板と未処理基板とを搬出入する方法の詳細例を
図８を参照して説明する。なお、大気側の搬送ロボット
のアーム７４は一つでも二つでも良いけれども、ここで
は一つの場合を例にして説明する。
【００６９】基板交換機構６６の下２段の支持ピン７０
には、図８Ａに示すように、図７に示した上記動作によ
って２枚の処理済基板２ｂが既に乗せられているものと
する。
には、図８Ａに示すように、図７に示した上記動作によ
って２枚の処理済基板２ｂが既に乗せられているものと
する。
【００７０】図８Ｂを参照して、まず矢印に示すよう
に例えば上から３段目の支持ピン７０の上方に、前述し
た大気側の搬送ロボットのアーム７４を挿入し、矢印
に示すように基板交換機構６６を下降させ（このときア
ーム７４は図１に示すように対向する支持ピン７０間よ
りも幅が狭いのでそれらと衝突しない）、アーム７４上
に処理済基板２ｂを乗せ、矢印に示すように当該アー
ム７４を引き出し、処理済基板２ｂを大気中へ搬出す
る。
に例えば上から３段目の支持ピン７０の上方に、前述し
た大気側の搬送ロボットのアーム７４を挿入し、矢印
に示すように基板交換機構６６を下降させ（このときア
ーム７４は図１に示すように対向する支持ピン７０間よ
りも幅が狭いのでそれらと衝突しない）、アーム７４上
に処理済基板２ｂを乗せ、矢印に示すように当該アー
ム７４を引き出し、処理済基板２ｂを大気中へ搬出す
る。
【００７１】この例のようにアーム７４が一つの場合
は、矢印に示すように基板交換機構６６を１段上昇さ
せ、その後は上記と同様にして、下段の処理済基板２ｂ
を大気中へ搬出する。
は、矢印に示すように基板交換機構６６を１段上昇さ
せ、その後は上記と同様にして、下段の処理済基板２ｂ
を大気中へ搬出する。
【００７２】次に図８Ｃを参照して、全て空になった基
板交換機構６６を矢印に示すように２段分下降させ、
未処理基板２ａを乗せたアーム７４を矢印に示すよう
に一番上の支持ピン７０の上方に挿入し、矢印に示す
ように基板交換機構６６を更に上昇させ、支持ピン７０
によってアーム７４から未処理基板２ａを受け取り、矢
印に示すようにアーム７４を引き抜く。上から２段目
の支持ピン７０にも上記と同様にして未処理基板２ａを
乗せる。
板交換機構６６を矢印に示すように２段分下降させ、
未処理基板２ａを乗せたアーム７４を矢印に示すよう
に一番上の支持ピン７０の上方に挿入し、矢印に示す
ように基板交換機構６６を更に上昇させ、支持ピン７０
によってアーム７４から未処理基板２ａを受け取り、矢
印に示すようにアーム７４を引き抜く。上から２段目
の支持ピン７０にも上記と同様にして未処理基板２ａを
乗せる。
【００７３】以上によって基板の入れ換えは完了する。
【００７４】なお、前述したようなホルダ３２の数を三
つ以上にし、それに応じてホルダ移動機構３４や基板交
換機構６６等を三つ以上のホルダ３２に対応することが
できるものにしても良い。但し、ホルダ３２を多くする
ほど、基板交換機構６６の高さが大きくなり、それに従
って真空予備室６２の高さも大きくなってその容積が大
きくなり、真空予備室６２の真空排気時間が長くなるの
で、この観点からはホルダ３２は三つまでが、即ち二つ
か三つが好ましい。
つ以上にし、それに応じてホルダ移動機構３４や基板交
換機構６６等を三つ以上のホルダ３２に対応することが
できるものにしても良い。但し、ホルダ３２を多くする
ほど、基板交換機構６６の高さが大きくなり、それに従
って真空予備室６２の高さも大きくなってその容積が大
きくなり、真空予備室６２の真空排気時間が長くなるの
で、この観点からはホルダ３２は三つまでが、即ち二つ
か三つが好ましい。
【００７５】また、基板２の処理手段としては、イオン
源の代わりに、あるいはそれと共に、アーク式蒸発源等
の薄膜形成手段を設けても良い。あるいは、プラズマ生
成手段を設けて、プラズマＣＶＤ等によって基板２にプ
ラズマ処理を施すようにしても良い。
源の代わりに、あるいはそれと共に、アーク式蒸発源等
の薄膜形成手段を設けても良い。あるいは、プラズマ生
成手段を設けて、プラズマＣＶＤ等によって基板２にプ
ラズマ処理を施すようにしても良い。
【００７６】また、ホルダ移動機構３４を回転させるモ
ータ５０等から成る回転機構を設けずに、ホルダ３２の
姿勢を一定にしたままで、基板２の処理と交換とを行う
ようにしても良い。
ータ５０等から成る回転機構を設けずに、ホルダ３２の
姿勢を一定にしたままで、基板２の処理と交換とを行う
ようにしても良い。
【００７７】
【発明の効果】この発明は、上記のとおり構成されてい
るので、次のような効果を奏する。
るので、次のような効果を奏する。
【００７８】請求項１記載の発明によれば、真空槽が二
つで済み、しかも真空中での基板搬送の機構が簡素化さ
れるので、装置構成を簡素化することが可能になった。
しかも、基板搬送、基板交換および真空予備室の真空排
気回数を低減することができ、かつ真空予備室の容積を
小さくしてその真空排気時間を短縮することができるの
で、装置のスループットを向上させることができる。
つで済み、しかも真空中での基板搬送の機構が簡素化さ
れるので、装置構成を簡素化することが可能になった。
しかも、基板搬送、基板交換および真空予備室の真空排
気回数を低減することができ、かつ真空予備室の容積を
小さくしてその真空排気時間を短縮することができるの
で、装置のスループットを向上させることができる。
【００７９】請求項２記載の発明によれば、冷却機構に
よって各ホルダを冷却することができるので、ホルダの
熱変形の防止、ホルダからのガス放出の抑制による処理
室内の真空度悪化の防止、および基板の処理時の温度上
昇抑制による基板の変質等の防止等を図ることができる
という更なる効果を奏する。
よって各ホルダを冷却することができるので、ホルダの
熱変形の防止、ホルダからのガス放出の抑制による処理
室内の真空度悪化の防止、および基板の処理時の温度上
昇抑制による基板の変質等の防止等を図ることができる
という更なる効果を奏する。
【００８０】請求項３記載の発明によれば、基板の処理
はホルダの起立状態で行うことができるので、処理中の
基板の処理面にゴミ等が付着することを防止することが
でき、しかも基板の交換はホルダの水平状態で行うこと
ができるので、基板の交換が容易であり基板交換機構の
構造を簡素化することができるという更なる効果を奏す
る。
はホルダの起立状態で行うことができるので、処理中の
基板の処理面にゴミ等が付着することを防止することが
でき、しかも基板の交換はホルダの水平状態で行うこと
ができるので、基板の交換が容易であり基板交換機構の
構造を簡素化することができるという更なる効果を奏す
る。
【００８１】請求項４記載の発明によれば、イオンビー
ムを電界または磁界によって走査したり、イオンビーム
を基板全体を取り囲むような大面積にすることなく、基
板の全面に均一性良くイオンビームを照射して基板を均
一性良く処理することができるという更なる効果を奏す
る。
ムを電界または磁界によって走査したり、イオンビーム
を基板全体を取り囲むような大面積にすることなく、基
板の全面に均一性良くイオンビームを照射して基板を均
一性良く処理することができるという更なる効果を奏す
る。
【００８２】請求項５記載の発明によれば、１枚の基板
を少なくとも２回に分けて処理することができるので、
１回で全ての必要量を処理する場合に比べて、基板の温
度上昇を低減することができる。また、基板の処理中に
処理手段に変動が生じたとしても、１回で全ての必要量
を処理する場合に比べて、この変動の影響を小さくする
ことができるので、基板処理の均一性悪化を軽減するこ
とができる。
を少なくとも２回に分けて処理することができるので、
１回で全ての必要量を処理する場合に比べて、基板の温
度上昇を低減することができる。また、基板の処理中に
処理手段に変動が生じたとしても、１回で全ての必要量
を処理する場合に比べて、この変動の影響を小さくする
ことができるので、基板処理の均一性悪化を軽減するこ
とができる。
【図１】この発明に係る基板処理装置の一例を示す横断
面図である。
面図である。
【図２】図１の基板処理装置のイオン源周りを部分的に
示す斜視図である。
示す斜視図である。
【図３】図１の基板処理装置の真空弁周りを部分的に示
す斜視図である。
す斜視図である。
【図４】図１中のホルダの一例を示す平面図である。
【図５】冷却機構の一例を示す概略側面図である。
【図６】図１中の基板交換機構をＹ−Ｙ方向に見て示す
図である。
図である。
【図７】真空予備室内においてホルダに対して基板を入
れ換える動作の一例を示す図であり、図１のＸ−Ｘ方向
に見た図である。
れ換える動作の一例を示す図であり、図１のＸ−Ｘ方向
に見た図である。
【図８】真空予備室内の基板交換機構に対して大気側か
ら基板を入れ換える動作の一例を示す図であり、図１の
Ｘ−Ｘ方向に見た図である。
ら基板を入れ換える動作の一例を示す図であり、図１の
Ｘ−Ｘ方向に見た図である。
【図９】この発明に係る基板処理方法の一例を示す工程
図である。
図である。
【図１０】従来の基板処理装置の一例を示す概略平面図
である。
である。
２ 基板 ３０ 処理室 ３２ ホルダ ３４ ホルダ移動機構 ５４ イオン源（処理手段） ５６ イオンビーム ６０ 制御装置 ６２ 真空予備室 ６４ 真空弁 ６６ 基板交換機構 ８０ 冷却機構
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−199758（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−170336（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−288139（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−181189（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−221163（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−301870（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−211645（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−204726（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/68 H01J 37/317 H01J 37/20 B65G 49/07 H01L 21/265 603
Claims (5)
- 【請求項１】 真空に排気され基板の処理を行う処理室
と、この処理室内に互いにほぼ平行に収納されていて基
板を互いに同じ側の面にそれぞれ保持する複数のホルダ
と、前記処理室内の所定の処理位置において前記各ホル
ダに保持された基板に順次処理を施す処理手段と、前記
処理室に隣り合う真空予備室と、この真空予備室と前記
処理室との間を仕切るものであって基板を保持した前記
複数のホルダを同時に通過させることができる真空弁
と、前記複数のホルダを前記処理室内において前記処理
位置を横切るように互いに独立して往復直線移動させる
動作および前記複数のホルダを前記処理室内と前記真空
予備室内との間を前記真空弁を通して同時に往復直線移
動させる動作を行うホルダ移動機構と、前記真空予備室
内に設けられていて前記ホルダと同数の未処理基板およ
び処理済基板をそれぞれ保持することができ、前記ホル
ダ移動機構と協働して、前記真空予備室内に移動して来
た前記複数のホルダに対して一括して、処理済基板と未
処理基板との入れ換えを行う基板交換機構とを備えるこ
とを特徴とする基板処理装置。 - 【請求項２】 複数の回転式の継手とそれらの間をつな
ぐ配管とによって冷媒の往復の流路を形成していて、当
該流路を通して、前記各ホルダ内に冷媒をそれぞれ流す
複数の冷却機構を更に備える請求項１記載の基板処理装
置。 - 【請求項３】 前記ホルダ移動機構を、前記複数のホル
ダが前記処理室内において起立状態およびほぼ水平状態
の姿勢を採るように往復回転させる回転機構を更に備え
ており、前記処理手段は、起立状態にあるホルダに保持
された基板に処理を施すものであり、前記真空弁は、ほ
ぼ水平状態にあるホルダを通過させるものであり、前記
基板交換機構は、ほぼ水平状態にあるホルダに対して基
板の入れ換えを行うものである請求項１または２記載の
基板処理装置。 - 【請求項４】 前記処理手段が、前記処理室内における
前記ホルダの移動方向にほぼ直交する方向に細長く、か
つ同直交する方向における前記基板よりも長い帯状のイ
オンビームを射出するイオン源である請求項１、２また
は３記載の基板処理装置。 - 【請求項５】 請求項１ないし４のいずれかに記載の基
板処理装置を用いて基板を処理する方法であって、前記
処理室内において、基板を保持した前記複数のホルダの
内の一つを前記ホルダ移動機構によって前記処理位置を
一往復させて当該基板に前記処理手段によって処理を施
し、その間に残りのホルダはその基板に処理が施されな
い待機位置に待機させておく動作を、前記複数のホルダ
について順次行うという一連の処理工程を１回以上繰り
返すことを特徴とする基板処理方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30380596A JP3239779B2 (ja) | 1996-10-29 | 1996-10-29 | 基板処理装置および基板処理方法 |
| EP97118743A EP0840355A1 (en) | 1996-10-29 | 1997-10-28 | Apparatus and method for processing substrate |
| US08/959,521 US6092485A (en) | 1996-10-29 | 1997-10-28 | Apparatus and method for processing substrate |
| KR1019970055863A KR100413884B1 (ko) | 1996-10-29 | 1997-10-29 | 기판처리장치 및 방법 |
| TW086116279A TW393663B (en) | 1996-10-29 | 1997-10-29 | Apparatus and method for processing substrate |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30380596A JP3239779B2 (ja) | 1996-10-29 | 1996-10-29 | 基板処理装置および基板処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10135146A JPH10135146A (ja) | 1998-05-22 |
| JP3239779B2 true JP3239779B2 (ja) | 2001-12-17 |
Family
ID=17925521
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30380596A Expired - Fee Related JP3239779B2 (ja) | 1996-10-29 | 1996-10-29 | 基板処理装置および基板処理方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
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| EP (1) | EP0840355A1 (ja) |
| JP (1) | JP3239779B2 (ja) |
| KR (1) | KR100413884B1 (ja) |
| TW (1) | TW393663B (ja) |
Families Citing this family (35)
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|---|---|---|---|---|
| GB2349269A (en) * | 1999-04-19 | 2000-10-25 | Applied Materials Inc | Ion implanter |
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