JP3455468B2 - 真空処理装置及び方法 - Google Patents
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Description
めの少なくとも1つのプロセスチャンバと、ワークがゲ
ートを経て第1の搬送機構でもって該プロセスチャンバ
内に搬入され、かつ処理後に該プロセスチャンバから搬
出されるようになった排気式中央ディストリビュータチ
ャンバとを具備するワーク処理用の真空処理装置及び方
法に関する。
ィ(Solid State Technology)」/1987年10月号
(55/56頁)に開示されているように、この種のマ
ルチチャンバ真空装置はシリコンウエハを処理するもの
として公知であり、該マルチチャンバ真空装置の中央デ
ィストリビュータチャンバにはロボットアームが設けら
れ、このロボットアームにより、処理されるべき各半導
体円板が所定のプログラムに従って各プロセスチャンバ
に搬入され、またプロセス(例えばコーティング処理)
の実施後に該半導体円板をプロセスチャンバから搬出さ
れる。この種の中央ディストリビュータチャンバには複
数のプロセスチャンバが接続されるようになっており、
半導体円板は各プロセスと各プロセスとの間で外気に持
ち出されることなく中央ディストリビュータチャンバを
通して一方のプロセスチャンバから他方のプロセスチャ
ンバに搬送され得るようになっている。しかしながら、
そのような場合、非常に敏感なプロセスに際しては、例
えば或るプロセスチャンバ内で実施された処理工程にお
いて必要とされたガスの残りが別のプロセスチャンバ内
に達し、このプロセスチャンバで実施されるプロセスを
妨げる危険、あるいは一方の処理工程または他方の処理
工程の際に例えば生じた微粒子が逃げる危険がある。ま
た、未処理の半導体円板と共に外部から中央ディストリ
ビュータチャンバ内にもたらされた微粒子が一部の既に
処理済みの半導体円板の移動運動に際して浮遊して未処
理の半導体円板に付着し、これらの未処理半導体円板に
引き続き実施されるべくプロセスが損なわれることもあ
る。
チャンバの前に置かれる圧力段差ゲート(例えば、それ
ぞれ独立して排気される3つの真空チャンバから構成さ
れ、ウエハが各チャンバ間の壁面に設けられたスリット
を通してプロセスチャンバに搬入されるようになった所
謂圧力段差システム)により相互に切り離す方式が既に
提案されている。しかしながら、その場合、圧力段差ゲ
ートの主目的は単に真空システムの各チャンバ間の圧力
差を保持するために過ぎない。
的は一方のプロセスチャンバから他方のプロセスチャン
バへのあるいは一方のワークから他方のワークへの残留
ガスまたは微粒子の逃げにかかわる上述の問題を最小に
抑えうるか、あるいは全面的に排除され得るようになっ
た複数のプロセスチャンバからなる真空処理装置及びそ
の真空処理装置による真空処理方法を実現することであ
る。
記載の発明によれば、ワークを処理するための真空処理
装置であって、 ワーク用の少なくとも三つの開口と排気
ポートとを備えた第一の搬送チャンバを具備し、前記第
一の搬送チャンバ内には、前記少なくとも三つの開口の
間でワークを搬送するための第一の搬送機構が配置さ
れ、更に ワーク用の少なくとも三つの開口と排気ポート
とを備えた第二の搬送チャンバを具備し、前記第二の搬
送チャンバ内には、前記第二の搬送チャンバの前記少な
くとも三つの開口の間でワークを搬送するための第二の
搬送機構が配置され、 前記第二の搬送チャンバの少なく
とも三つの開口のうちの二つの開口は、それぞれワーク
用の処理チャンバに接続され、 前記第二の搬送チャンバ
の残りの一つの開口は、制御可能なバルブ装置を介して
前記第一の搬送チャンバの一つの開口に接続され、 前記
第一の搬送チャンバの残りの少なくとも二つの開口のう
ちの少なくとも一つの開口は、ワーク用の処理チャンバ
と流通しており、更に 選択的に外部に対し接続される
か、あるいは、外部から分離されるゲートチャンバを具
備し、前記ゲートチャンバが、外部から分離されている
時、制御可能なゲートバルブ装置(8、9)を介して前
記第一の搬送チャンバの一つの開口に接続され、更に前
記ゲートチャンバが排気ポートを有し、 前記第一の搬送
チャンバと前記第二の搬送チャンバとが、それらの間に
配置された制御可能なバルブ装置により互いに分離可能
であり、かつ、別個に排気可能であることにより、前記
第一の搬送チャンバと連通する前記処理チャンバは前記
第二の搬送チャンバに接続された前記処理チャンバか
ら、排気された前記第一の搬送チャンバと排気された前
記第二の搬送チャンバとそれらの間の制御可能なバルブ
装置とにより分離される、真空処理装置が提供される。
請求項2に記載の発明によれば、前記第一の搬送機構と
前記第二の搬送機構とが、前記制御可能なバルブ装置を
介して互いに接続された前記第一の搬送チャンバの一つ
の開口と前記第二の搬送チャンバの一つの開口とを通じ
てワークを互いに受け渡す請求項1に記載の真空処理装
置が提供される。請求項3に記載の発明によれば、前記
第二の搬送チャンバの少なくとも三つの開口のうちの二
つの開口が、前記第二の搬送機構に設けられた部材によ
り密閉して閉鎖可能である請求項1又は2に記載の真空
処理装置が提供される。請求項4に記載の発明によれ
ば、二つ以上の更なる搬送チャンバが、それぞれ制御可
能なバルブ装置を介して前記第一の搬送チャンバに接続
される請求項1〜3のいずれか一項に記載の真空処理装
置が提供される。請求項5に記載の発明によれば、三つ
以上の処理チャンバが、前記第二の搬送チャンバの開口
に接続される請求項1〜4のいずれか一項に記載の真空
処理装置が提供される。請求項6に記載の発明によれ
ば、前記第一の搬送機構及び前記第二の搬送機構の一方
が、チャンバ内に回転可能に配置されたロボットアーム
として形成される請求項1〜5のいずれか一項に記載の
真空処理装置が提供される。請求項7に記載の発明によ
れば、前記第二の搬送機構が、前記第二の搬送チャンバ
内の垂直軸を中心に回転可能に取付けられた支持構造体
として形成される請求項1〜6のいずれか一項に記載の
真空処理装置が提供される。請求項8に記載の発明によ
れば、処理チャンバに接続された前記第二の搬送チャン
バの開口が、回転可能な前記支持構造体の円形軌道の軸
方向上側に配置されている請求項7に記載の真空処理装
置が提供される。請求項9に記載の発明によれば、前記
円形軌道の軸方向上側に配置された開口が選択的に閉鎖
可能である請求項8に記載の真空処理装置が提供され
る。請求項10に記載の発明によれば、ワークを上昇又
は下降させるための昇降機構が前記第二の搬送チャンバ
内に設けられ、前記昇降機構が、回転可能な前記支持構
造体の軸方向上側の開口と一列をなしている請求項8又
は9に記載の真空処理装置が提供される。請求項11に
記載の発明によれば、前記第一の搬送チャンバと前記第
二の搬送チャンバとの間に配置された制御可能なバルブ
装置が制御ユニットにより制御される請求項1〜10の
いずれか一項に記載の真空処理装置が提供される。請求
項12に記載の発明によれば、前記第一の搬送チャンバ
と前記第二の搬送チャンバとの間に配置された制御可能
なバルブ装置を制御する制御ユニットが、前記真空処理
装置の更なるワーク用開口と協働する分離手段を制御す
る請求項1〜11のいずれか一項に記載の真空処理装置
が提供される。請求項13に記載の発明によれば、前記
第二の搬送機構が、搬送面に対して垂直な回転軸と、前
記回転軸に対して半径方向にかつ前記搬送面に対して平
行に延びた少なくとも一つのジブアームとを有し、更
に、前記ジブアームには二つの支持アームが取付けら
れ、前記二つの支持アームが、ワークを捕捉又は解放す
るために互いに近づく側又は互いから離れる側に駆動さ
れて移動可能である請求項1〜12のいずれか一項に記
載の真空処理装置が提供される。請求項14に記載の発
明によれば、前記第一の搬送機構が、回転軸と駆動され
て半径方向に延びることができるアームとを有する請求
項1〜13のいずれか一項に記載の真空処理装置が提供
される。請求項15に記載の発明によれば、ゲートチャ
ンバから処理チャンバの側に前記第一および第二の搬送
機構によりワークを搬送することができると共に、処理
チャンバから前記第一の搬送チャンバを介してゲートチ
ャンバまで前記第一および第二の搬送機構によりワーク
を搬送することができる請求項1〜14のいずれか一項
に記載された真空処理装置によりワークを処理する真空
処理方法が提供される。
セスチャンバに対応した複数の中間チャンバがディスト
リビュータチャンバに接続され得るようにされるか、あ
るいは単一の中間チャンバが複数のプロセスチャンバに
対応するようにされる。
物を処理するための少なくとも1基のプロセスチャンバ
及び工作物がゲートを経て第1の搬送機構により同所に
搬入され且つ処理後に再び同所から搬出される排気式中
央ディストリビュータチャンバを具備した工作物処理用
真空装置に於いて、該ディストリビュータチャンバと少
なくとも1基の前記プロセスチャンバとの間に、連絡開
口及び開閉装置を有した排気式中間チャンバが前記ディ
ストリビュータチャンバ及び前記プロセスチャンバに相
対して位置しており、プロセスチャンバに工作物を搬入
するための更に別な搬送機構が前記中間チャンバ内に配
置されている。
する前記プロセスチャンバを有した複数の前記中間チャ
ンバが前記ディストリビュータチャンバに接続されてい
る。
の前記プロセスチャンバが前記中間チャンバに対応させ
られている。
第1の機構が前記ディストリビュータチャンバ中に配置
された回転式ロボットアームとして形成されている。
別な搬送機構が垂直軸を中心に回転し得る保持装置とし
て形成されている。
プロセスチャンバが前記中間チャンバの上方に配置さ
れ、前記回転式保持装置の円形軌道上方にあって選択的
に開閉され得る開口を介して前記中間チャンバと連結さ
れる。
物を前記プロセスチャンバに上下降搬出入するため、前
記保持装置の円形軌道下方に、前記開口と同軸配置され
たリフティング装置が設けられている。
開閉装置に1基の制御装置が対応させられ、任意の処理
工程中における前記中間チャンバの間の同時的な空間的
結合が生じ得ないように為されている。
開閉装置に1基の制御装置が対応させられ、任意の処理
工程中における前記プロセスチャンバの間の同時的な空
間的結合が生じ得ないように為されている。
連絡開口及び対応する開閉装置を有した前記ディストリ
ビュータチャンバがモジュールとして、その他のモジュ
ールとしての少なくとも1基の前記中間チャンバと共に
ひとつの装置に合成され得、前記中間チャンバが種々相
異したモジュールとして1基もしくは複数の前記プロセ
スチャンバを有し、その際、作動していない前記プロセ
スチャンバとの前記連絡開口が閉鎖され得る。
ディストリビュータチャンバに配置された前記第1の搬
送機構が順次にその都度1個の工作物を前記ゲートから
取出し、前記ディストリビュータチャンバを通過して前
記中間チャンバに搬入し、該中間チャンバに配置された
第2の搬送機構が前記第1の搬送機構から前記工作物を
受取り、該工作物を前記中間チャンバと前記プロセスチ
ャンバとの間の前記連絡開口と共心的な位置にもたら
す。
の前記中間チャンバに複数の前記プロセスチャンバが対
応させられ、前記プロセスチャンバと前記中間チャンバ
との間の前記連絡開口の下方に前記中間チャンバに配置
されて前記プロセスチャンバへの工作物の上下降搬出入
を行なう前記リフティング装置が配置されている際に、
前記第2の搬送機構が前記第1の搬送機構から受取った
工作物を昇降装置の一方に載せ、該昇降装置が該工作物
を昇降装置上方にある前記プロセスチャンバに搬入し、
該工作物が同様にして(但し逆の搬送順序で)当初位置
に返送される。
の前記中間チャンバに少なくとも2基の前記プロセスチ
ャンバが連結されている場合に、これらのプロセスチャ
ンバの各々がそれぞれ順次交互に装荷運転と再生を繰返
し、一方の前記プロセスチャンバが再生されている間に
他方の前記プロセスチャンバが装荷運転にもたらされ
る。
くとも1基の連結された前記プロセスチャンバを有する
と共に前記昇降装置に代えてマガジンが配置された前記
中間チャンバが、例えば真空装置のその他の部分の運転
障害に際し、真空装置の他の部分から独立して機能し得
るユニットとして稼動される。
式工作物受け台及び該受け台に配置されて搬送中の工作
物を確保するための保持装置を具備し、いずれかのチャ
ンバにおける工作物の表面処理のため排気式チャンバ間
に於いて円板形工作物を上下降搬出入する昇降テーブル
に於いて、前記保持装置が旋回により工作物との噛合い
にもたらされあるいは噛合い外しされるように構成され
て前記受け台に配置されており、これにより、前記保持
装置は前記移動式受け台が加工ポジションに達する直前
に噛合い外しポジションにもたらされ、その後、前記装
置は同ポジションに於いて、前記受け台がなお処理ステ
ーションへ搬送運動を続ける間、前記保持装置を工作物
処理作用から保護するカバーの背後まで前進する。
工作物受け台に発熱体によって加熱される加熱板及び前
記受け台の表面に達する多数の通路が具えられており、
該通路が全体としてガス供給管に接続されて、前記受け
台と工作物との間に該工作物を加熱するための均一な熱
伝達手段としてのガスクッションをつくり出す。
工作物受け台中に高速冷却用冷媒を通すための通路が形
成されている。
搬送運動を行なう前記工作物受け台の上部が中間壁に設
けられている前記開口を通過してチャンバ内に進入し
得、前記受け台が前記工作物加工ポジションに達すると
該受け台表面が前記中間壁に固定配置されているリング
状カバーを超えて前記プロセスチャンバ内に突き出、該
カバーの下側には前記中間壁に設けられた前記開口周縁
にルースリングが配置され、該ルースリングは前記受け
台が高く押し上げられる際に前記工作物の周縁に懸架さ
れ、また重量負荷手段として前記工作物を前記受け台に
押し付けあるいは同所に生ずるガスクッションに対して
反対の作用を及ぼし、更に、前記受け台と前記カバーと
の間のリング状隙間の密閉を行なう。
搬送運動を行なう前記工作物受け台が段差ピストン状に
段付け形成されており、上部部品に接続している大きな
直径を有した外周部が弁ヘッドとして形成されて、前記
部品が加工ポジションに達している間、前記中間壁に密
着して双方の前記チャンバの気密分離を行なう。
式保持装置が前記上部部品に接続している大きな直径を
有した前記工作物受け台の外周部に於いて旋回式に支持
され、上下動方向と平行なロッドとして前記外周部の上
面から外に突出して前記受け台の前記上部部品が側方に
伸び、その先端部に工作物を保持するための円板を具備
しており、更に、前記ロッドがその軸方向にバネ弾性支
えされ、前記受け台が加工ポジションに達する際に、噛
合い外しポジションに於いて前記ロッドが前記カバーに
弾性押付けされる。
の前記旋回式保持装置が前記受け台の一方側に配置さ
れ、1基の前記保持装置が反対側に配置され、旋回によ
って協働して前記受け台上の工作物の定位置ポジショニ
ングを行なう。
形工作物の工作物受け台に於いて、前記工作物の支持具
として機能する支持プレートが該プレート表面全体に亘
り、前記プレートを貫く多数の孔を有し、前記支持プレ
ートがガスディストリビュータチャンバに接すると共に
該チャンバにプレート孔が通じており、前記チャンバが
ガス供給源と結合して、前記プレートと前記工作物との
間の熱媒体として機能するガスを広範囲に亘って両者の
間に吹き入れる。
が周辺に流出するように前記支持プレートが構成されて
いる。
昇降テーブルが上記工作物受け台を具備する。
形工作物を平面的に保持且つ搬送する保持装置に於い
て、搬送面に対して垂直に配置された回転軸が回転軸に
対して半径方向に伸び、前記搬送面に対して平行を為す
少なくとも1本のジブアームを有し、該アームに、前記
工作物の把握及び引渡しを行なうための2本の保持アー
ムが前記ジブアームに沿って可動式に配置されている。
搬送面に対して垂直に配置された前記回転軸が互いに相
対し且つ前記搬送面に対して平行に伸びた2本の前記ジ
ブアームを有し、いずれの前記ジブアームにも該アーム
に沿って前記の面内を往復運動し得る1本の前記保持ア
ームが配置されており、該保持アームが、工作物の把握
及び引渡しを行なうため、双方の前記アーム間の中心に
ある前記回転軸を基準として、同時に該回転軸に向かっ
て運動しあるいは該回転軸から離反する方向に運動す
る。
回転軸が1基の駆動装置と連結しており、該駆動装置が
前記保持アームを有した前記ジブアームを円平面に於い
て所定の旋回角度だけ回転させる。
円板形工作物の処理を行なうための真空装置に於いて、
前期真空装置が、前記中間チャンバと前記プロセスチャ
ンバとの間の前記搬出入手段として前記昇降テーブルを
具備する。
円板形工作物の処理を行なうための真空装置に於いて、
前記真空装置が前記保持装置を具備する。
の排気式ディストリビュータチャンバ、該ディストリビ
ュータチャンバ内に配置された搬送機構により前記ディ
ストリビュータチャンバ内に搬入されあるいは該チャン
バから搬出されることとなる工作物を収容するための前
記ディストリビュータチャンバに接続されたゲートなら
びに前記ディストリビュータチャンバからの工作物が装
荷される少なくとも1基のプロセスチャンバを具備した
円形工作物処理用真空装置に於いて、前記ディストリビ
ュータチャンバがその周囲に均等に配された、当該数の
中間チャンバの選択的接続を行なうための開閉装置を具
えた複数の連絡開口を有し、各該中間チャンバに少なく
とも1基の前記プロセスチャンバが対応させられ、該プ
ロセスチャンバが開閉可能な連絡開口を介して前記チャ
ンバと連結され、前記中間チャンバ内に於いて前記プロ
セスチャンバとの各該連絡開口の下方に昇降テーブルが
配置され、該昇降テーブルがその上に上載された工作物
を前記中間チャンバの上方に配されている当該プロセス
チャンバ内に搬入すると同時に前記プロセスチャンバと
前記連絡開口を密閉する。
プロセスチャンバが前記中間チャンバの上方に前記中間
チャンバの中心の周囲に分布配置され、前記中間チャン
バ内の中心に軸を中心にして回転し得る、前記ディスト
リビュータチャンバ内に配置された前記搬送機構から工
作物を受取り且つ工作物を前記中間チャンバ内の前記昇
降テーブルの一方に上載するためのグラブ装置が配置さ
れている。
中間チャンバが前記ディストリビュータチャンバに接続
し得る、1基もしくは複数の前記プロセスチャンバを具
備した種々相異したモジュールとして形成されている。
明による真空装置の一実施形態について説明する。
ゲートチャンバ1には外部との境界をなすゲート2と、
ウエハマガジン4を支持する保持具3とが設けられる。
ウエハマガジン4は蛇腹式パッキン5と作動器6とから
なる昇降装置によって上下動させられ、これによりウエ
ハマガジン4内の処理されるべき所定の円板がその都度
弁8の開口を通ってディストリビュータチャンバ7内に
移送させられるのに適した高さにされる。なお、弁8は
作動器9により必要に応じて開閉される。
の都度ウエハマガジン4から取り出された円板を中間チ
ャンバ15に搬送するためのディストリビュータチャン
バ機構(10,11)すなわち第1の搬送機構が設けら
れ、このディストリビュータ機構は回転自在に配置され
たロボットアーム10を備え、このロボットアーム10
は制御駆動器11に取り付けられる。ロボットアーム1
0は弁8の解放時に円板受け12によってウエハマガジ
ン4からその都度1枚の円板を取り出し、補助駆動器1
3によって作動される弁14の解放時にその弁14を通
して該円板を中間チャンバ15内に搬入する。複数の中
間チャンバが設けられている場合には、円板は処理プロ
グラムに対応してそれぞれの中間チャンバに搬入され
る。
エハマガジン4から円板を受け取る位置については、1
0′を持って一点鎖線で示され、これに対して、該ロボ
ットアーム10が弁14の解放時に円板を中間チャンバ
15に転送させる位置については10をもって実線で示
される。円板が製造工程の一環として所定の処理工程
(例えば、コーティングあるいはエッチング)に付され
る各プロセスチャンバ24,25に円板を移送させるた
めに中間チャンバ15には円板中継機構すなわち第2の
搬送機構が設けられる。
トリビュータ機構(第1の搬送機構)と同様に、そのデ
ィストリビュータ機構によって移送された円板を受け取
るためのグラブ要素21を備えた回転アーム20を包含
する。所定の円形軌道上に位置しプロセスチャンバ24
および25に通じる開口22および23の真下に移送さ
れ、そこから昇降装置26および27(ゲートチャンバ
1における昇降装置として同様に構成され得る)によっ
て、各プロセスチャンバの処理位置まで上昇させられ、
処理後には再び下降させられて、別の処理ステーション
に転送させられる。図示の実施形態では、昇降装置26
および27は環状パッキン28および29を備え、これ
らパッキン28および29により、昇降装置26および
27が開口22および23の周囲の中間チャンバの天井
に密接した際に該中間チャンバとプロセスチャンバとの
間の真空密封シールが得られることになる。なお、図1
では、パッキン28の真空密封シール位置が28′で示
される。
したポンプ設備が示され、これらポンプ設備の各々は例
えば補助ポンプ30、復水器31、高真空ポンプ32お
よび弁33から構成され得る。それら弁およびポンプは
制御装置あるいは制御コンピュータに接続され、所望の
処理工程に応じて制御されることになる(なお、それ自
体は本発明の一部を構成するものではない)。
ンバ15だけがディストリビュータチャンバ7に接続さ
れた単純な構成となっているが、ディストリビュータチ
ャンバ7に2つあるいはそれ以上の中間チャンバを接続
してもよく、この場合各中間チャンバから円板を、所定
のプログラムに応じて円板中継機構によって、該中間チ
ャンバに接続された各プロセスチャンバに配分し得るこ
とは明らかであろう。
空装置が示されている。中央のディストリビュータチャ
ンバは40で示され、処理されるべき円板はゲートチャ
ンバ42を経てディストリビュータチャンバに搬入さ
れ、処理の実施後には該チャンバから搬出される。中央
ディストリビュータチャンバには3方向に中間チャンバ
44,44′および44″が接続され、本実施形態で
は、それら中間チャンバの各々にはそれぞれ3つのプロ
セスチャンバが設けられ、それらプロセスチャンバは図
2では45,46および47,45′,46′および4
7′ならびに45″,46″および47″で示される。
中央ディストリビュータチャンバ40と中間チャンバ4
4,44′および44″との接続は弁48,48′およ
び48″で行われ、各弁の開閉は実施されるべきプロセ
スに応じて制御装置によって行われる。上述したような
第1および第2の搬送機構(図2では図示されない)は
それぞれ中央ディストリビュータチャンバ内とそこにフ
ランジ接続された中間チャンバ内に設けられ、それら搬
送機構によって、円板が図1の場合と同様な態様でプロ
セスに応じて各チャンバから配分されると共にそこから
取り出されることになる。
いられた第1および第2の搬送機構の作動態様が示され
ており、そこでは図1と同じ構成要素については同じ参
照番号が用いられている。駆動器11により駆動制御さ
れるロボットアーム10にはプレートが取り付けられ、
このプレートは円板の下側に挿し込まれてゲートチャン
バ1内のウエハマガジンから円板を受け取り、次いでロ
ボットアーム10は引き込まれて位置10′から位置1
0まで回動させられ、続いて中央チャンバ15内のグラ
ブ要素21に円板を引き渡す。その後、円板は第2の搬
送機構の回転軸20′を中心とした回動運動によってプ
ロセスチャンバの開口に正しく対応した位置まで移動さ
せられる。なお、図1に示す真空装置では、円板が第2
の搬送機構の引き渡された際に該円板はその引渡し位置
においてプロセスチャンバ24に正しく対応した位置を
取るようになっている。図3において、ロボットアーム
10のプレート上に載せられた円板51はグラブ要素2
1上に引き渡された状態(したがって、円板51は図1
に示した開口22の真下に位置する)で示され、また円
板52はアームの回転によりプロセスチャンバ25の開
口23の真下となる位置で示されている(3つのプロセ
スチャンバが設けられる場合にはその回転角度は120
°とされる)。
図1を例として説明すると、その作動上の特徴は、ディ
ストリビュータチャンバ7内に設けられた第1の搬送機
構(10,11,12)によって、円板すなわちワーク
がゲートチャンバ1内のウエハマガジン4からその都度
1つづつ順次取り出され、次いでディストリビュータチ
ャンバ7を通して中間チャンバ15内に搬入され、この
中間チャンバ15内に搬入されたワークが第1の搬送機
構から該中間チャンバ15内に設けられた第2の搬送機
構(20,21)によって受け取られ、これによりワー
クが中間チャンバ15とプロセスチャンバ24または2
5との間の連絡開口22または23と同心的な位置に保
持される点にある。特に、中間チャンバ15に複数のプ
ロセスチャンバ24,25が接続され、しかも該プロセ
スチャンバ24,25と中間チャンバ15との連絡開口
22,23の下方に昇降装置26,27が配置され、そ
の昇降装置26,27の上下運動により円板がプロセス
チャンバ内に搬入され、かつそこから搬出される場合に
おいては、その作動上の特徴は第2の搬送機構(20,
21)が第1の搬送機構(10,11,12)から受け
取ったワークを昇降装置26または27上に載せ、この
昇降装置がその上方に位置したプロセスチャンバ24ま
たは25内にワークを搬入し、このワークが同様(但し
逆の搬送順序で)に元の位置に戻される点にある。
に単一の中間チャンバ15に少なくとも2つのプロセス
チャンバ24,25が接続されている場合には、それら
プロセスチャンバで装荷(処理)および再生(準備)が
順次交互に行われるように繰り返され、しかも一方のプ
ロセスチャンバで再生を行っている間に他方のプロセス
チャンバで装荷を行うようにすることが可能である。換
言すれば、このことは各チャンバ内で円板を処理する一
定時間とチャンバの再生を行う一定時間とが交互に反復
されるということを意味する。2つのプロセスチャンバ
を設けて、かかるサイクルを交互に行い得ることから、
再生段階と処理段階とが不断に行われることになる。
円板ストックを備えたウエハマガジンを昇降装置26,
27に代えて中間チャンバ15内に配置し、しかも複数
(例えば3つ)のプロセスチャンバを持つ中間チャンバ
を真空装置のその他の部分から独立的に機能し得るユニ
ット(換言すれば、例えば真空装置のその他の部分が運
転障害によって機能が停止した場合に自律的に作動し得
る)として構成していてもよい。
中間チャンバのそれぞれには昇降装置が設けられ、該昇
降装置はそこに搭載された円板をその中間チャンバ上方
のプロセスチャンバ内に搬入するために用いられる。こ
の場合、円板すなわち円板状ワークは昇降装置の受け台
上に確実に保持されなければならない。すなわち、ワー
クは所定位置に位置決めされると共にその縁が確実に保
持されなければならない。
包むようになった円板形のグラブ式リーフばね片を保持
具として使用することは公知である。このような保持具
は開閉自在となっていて、その閉鎖位置で円板状ワーク
の保持を行う。この場合、該保持具がプロセスチャンバ
内で円板状ワークの施される処理に曝されることが問題
となる。例えば、そのような処理は一分当たりワーク1
枚の処理速度で行われるワーク1枚当たり1mアルミニ
ウムのコーティング処理であり、これは5日間で7mmの
アルミニウム層が保持具に形成されるという結果を伴
う。また、アルミニウムが付着して堆積させられると、
円板状ワーク上のコーティング層に望ましくない濃淡差
を生じさせ得る。更に、円板状ワークが保持具と癒着し
てそこから離れなくなってしまうこともある。一方、エ
ッチング処理が施される場合には、保持具も共に腐食を
受け、そのとき保持具から分離されたその材料がワーク
表面を汚染し得る。また、陰極吹付けエッチング処理に
あっては、保持具が電位の歪みを惹起し、これにより一
種のハローあるいは陰影が生じ得ることになる。
は、それがプロセスチャンバに搬入される前に該ワーク
を所定の向きに方向付けて昇降装置の受け台上に位置決
めすることが屡々行われる。マイクロエレクトロニクス
−集積回路素子製造用半導体円板状ワークの処理に際し
ては、例えば、円板状ワークにはその結晶配向を識別し
得るようにするためにセグメントが切り欠かれ、該ワー
クは円形とは異なった輪郭を持つことになり、このため
ワークの受け台にも円形とは異なった輪郭が与えられる
ことになり、これによりワークは該受け台に対して正確
な方向付けで保持されて搬送されることになる。
置では、ワークを所定の方向付け位置で受け台に保持さ
せ得ると共に該ワークの搬送中にもその保持位置を確保
し得る保持具であって該ワークの処理中にその処理作用
を受けることのない保持具を備えた特別な昇降テーブル
を持つ昇降装置が要求される。
はプロセスチャンバでのワーク処理を処理する際の温度
を一定にかつ不変に維持し得るように構成していなけれ
ばならず、このため該昇降テーブルにはワークの下側で
加熱あるいは冷却を行い得るようにすることも要求され
る。
決めすると共にプロセスチャンバ搬入時でのワークに位
置を確保するために、円板状ワークの上下搬送を行い得
るようになった昇降テーブルが用いられる。このような
昇降テーブルは移動式となったワーク受け台を有し、こ
の受け台には旋回によってワークと係合したり離脱した
りし得るようになった保持具が設けられ、このとき保持
具は移動式受け台が処理位置に到達する直前に離脱位置
に移行させられ、該移動式受け台が処理ステーションま
で搬送運動させられている間、該保持具はそれをワーク
処理作用から保護するカバーの背後に進められる。
受け台には発熱体によって加熱される加熱板と、その受
け台表面に連通させられた多数の通路が設けられ、それ
ら通路はガス供給管に接続され、これにより受け台とワ
ークとの間で該ワークを均一に加熱させる熱伝達媒体と
してのガスクッションが形成される。このようなガスク
ッションにより、ワークの下側には実質的に均一な熱分
布が得られる。ワークをガスクッションによって受け台
から浮遊させないようにするために、重量付加体として
ルースリングが用いられ、このルースリングは処理ステ
ーションにおいてワークの外周縁に載せられる。また、
ルースリングはワークを支承する受け台と上述のカバー
との間の環状空間を封鎖させる目的も持つ。一方、その
ような目的のためだけにかかるリングを用いてもよく、
この場合には該リングは受け台の周縁だけに配置されて
ワークには載らないようにされ、そのワークは自由な状
態で搭載されて搬送されることになる。要するに、同様
なリング手段を用いるにしても、どのようなタイプの処
理が求められているかに応じて、ワークを自由な状態で
搭載してその処理を行ってもよいし、あるいはワークの
周縁を確保した状態でその処理を行ってもよい。ワーク
と受け台との間のガスクッションに対してシールが行わ
れるべきである場合には、かかるリングをワークの全周
縁に亘って載せることが好ましい。この場合、リングは
ばね式蛇腹要素を介して気密状態に真空装置のハウジン
グに固定させることが可能であり、このときガスクッシ
ョンの圧力に対向するためにばね式蛇腹要素のばね作用
を利用してもよい。また、ワークがその最も外側の周縁
領域まで処理されるべき場合には、リングの内側周縁部
に設けられたフックでもって該リングをワークの周縁か
ら吊下するようにしてもよい。このようにすると、かか
るフック吊下部を除くワーク周縁部領域を含む広い範囲
に亘って処理を行うことが可能となる。
に旋回する保持具を備えた昇降テーブルでは、該保持具
が処理作用に曝されることなくカバーの背後で保護さ
れ、これにより該保持具とワークとの癒着を阻止する長
所が得られる。ワークの周縁に載せられたリングが該ワ
ークと癒着した場合には、旋回式保持具が内方位置まで
旋回されて、昇降テーブルが初期位置に移動させられる
とき、該リングはワークから引き剥がされることにな
る。
でワークを上下動させる昇降装置26,27を昇降テー
ブルとして構成した際の要部が示されている。図4にお
いて、昇降テーブル26はいわゆる負荷位置に置かれた
状態で示され、この負荷位置で円板状ワーク61が複数
の構成要素からなるワーク受け台62に載せられる。詳
述すると、ワークは受け台の中央部63上に置かれ、そ
の中央部63には加熱板64が設けられ、この加熱板6
4は発熱体65によって加熱される。加熱板64には複
数の垂直通路66が形成され、これら垂直通路66を通
してガスが円板状ワークと加熱板64の上側との間に送
られるようになっている。発熱体65は加熱板64を5
00℃以上まで加熱することが可能であり、これにより
加熱ガスは熱伝達媒体として用いられて、ワーク面が均
一に加熱されることになる。加熱板64の端縁部でシー
ルを行うことは非常に困難であるから、加熱ガスとして
真空装置での処理ガスと同じものを用いることが好まし
い。
熱体65の取付でなく加熱板64の垂直通路66へのガ
ス供給にも利用される。加熱板64とフランジ67とは
共に別のフランジ68によって取り付けられ、このフラ
ンジ68自体には高速冷却装置のダクト69が設けられ
る。フランジ68は薄肉管70を介して部材71に断熱
的かつ気密的に接続され、該部材71は電気的に絶縁さ
れた状態で設けられて冷却されるようになっている。
び73が旋回式に設けられる。図7に示すように、一方
の側には2つの保持具72が配置され、その反対側には
1つの保持具73が配置される。ワーク61が受け台6
2に載せられた後、かかる保持具はワークに対する離脱
位置72a,73aからワークに対する係合位置72
b,73bまで移動させられる。この目的のために、保
持具はワーク受け台62の中心軸に対して平行な軸線7
4を中心にして旋回させられる。このような旋回運動時
に受け台62上のワーク61の位置修正が必然的に行わ
れることになるが、これについては図7を参照して後述
することにする。保持具72および73はそれぞれロッ
ド状部材75を含み、これらロッド状部材75はその軸
線を中心として回転し得るように軸受76によって支持
される。圧縮ばね77はロッド状部材75を取り巻いて
設けられ、しかも軸受76によって支持され、これによ
り各保持具は上方に向かって弾性的に押圧される。
側円筒部材78が設けられ、この外壁円筒部材78内で
保持具72および73は旋回運動し得るように配置され
る。図1からも明らかなように、昇降テーブル26は中
間チャンバ15のチャンバ壁79に形成された開口部を
下方から貫いて延在し、このとき昇降テーブル26はチ
ャンバ壁79の下側でそのフランジでもって接合させら
れる。図1および図4に示すように、中間チャンバ15
の上方にはプロセスチャンバ24が位置し、このプロセ
スチャンバ24は中間隔壁80に形成された開口22を
介して中間チャンバ15と連通させられるワーク61を
処理すべく昇降テーブル26が上昇させられると、外側
円筒部材78の上端に設けたガスケット82が中間隔壁
80の開口22の周縁に弁座81として形成された箇所
でシール係合させられる。すなわち、昇降テーブル26
は単にワークを上下動搬送させるだけでなく同時に中間
チャンバ15をプロセスチャンバ24から気密的に分離
させる弁機能をも果たすことになる。
セスチャンバ24内に配置されたリング状カバー83が
取り付けられ、このリング状カバー83の下方側では中
間隔壁80の開口部22の周縁にルースリング84が載
せられ、このときルースリング84の一部が外開口22
内に若干入り込むことになる。ルースリング84の内側
周縁には複数のフック要素85が間隔を置いて設けられ
る。
位置で示され、このとき受け台62上のワーク61はル
ースリング84を若干持ち上げて、該ルースリング84
はそのフック要素85でもってワーク61の周縁から吊
下された状態となり、これによりワーク61は加熱板6
4に押し付けられると共にその側方へのずれが阻止され
ることになる。要するに、ルースリング84は重量負荷
手段としても機能し、ワーク61と加熱板64との間に
形成されるガスクッションに対して反対に作用すること
になる。ルースリング84は、また、受け台上に支持さ
れて上昇させられたワークとリング状カバー83との間
に形成される環状空間を遮蔽して、その下方に位置する
部品をプロセスチャンバ24内で処理作用から保護する
機能をも持つ。なお、図5では、保持具72および73
はワークに対する離脱位置(すなわち、外方に旋回され
た位置)で図示されている。
上昇させられた状態で示され、このため該受け台62は
処理位置に置かれたことになる。そのような最終位置で
は、受け台62は外側円筒部材78は中間隔壁80の開
口22の周縁に弁座81として形成された箇所に到達す
ることになる。このときワーク61はリング状カバー8
3よりも上方に突出して、プロセスチャンバ24内での
処理に全面的に曝されることになる。保持具72および
73はリング状カバー83の下側に当接してばね77に
弾性力に抗して下方に押し付けられる。リング状カバー
83の下側となるかかる位置で保持具72および73は
ワークの処理作用から保護されることになる。
が図示されており、可動式のルースリング84はその左
半分側だけに図示される。図6の右半分側にはリング状
遮蔽部材86が図示され、このリング状遮蔽部材86は
受け台62に取り付けられてリング状カバー83とワー
ク61との間の環状空間を遮蔽し、これによりその下方
の部品がプロセスチャンバ24内の処理作用から保護さ
れる。リング状遮蔽部材86は溝を形成するような形態
とされ、そこにはコーティング処理時に徐々に付着成長
する被膜(例えば厚さ7mmまでのアルミニウム被膜)が
受容されることになる。また、リング状カバー83上に
もかかる被膜が付着され得るが、該リング状カバー83
についてはプロセスチャンバ24から容易に取り出して
交換することが可能である。この点についてはルースリ
ング84およびリング状遮蔽部材86についても同様な
ことが言える。なお、図6の右半分側では、ワーク受け
台だけ(すなわち、加熱板を設けない)でも実施可能な
例が示されている。
そこにはルースリング84の内側周縁に設けられたフッ
ク要素85が二点鎖線で示した円板状ワーク61と保持
具72および73と協働させられた状態で図示されてい
る。換言すれば、図7はリング状カバー83を取り除い
てプロセスチャンバ24の側から見た平面図である。図
7では、ワーク受け台62は図5に示したような上昇中
間位置とされているが、保持具72および73はまだ外
方に旋回されていない状態で示されている。換言すれ
ば、図7に示す状態は、図4でルースリング84がワー
ク61と保持具72および73との上方側にあるものと
して、該保持具72および73が内方に旋回させられた
後の負荷位置の状態と同じである。それらの状態は処理
位置から負荷位置へのワークの移動時に繰り返される。
すなわち、往復搬送運動を伴う各処理サイクルで2回ず
つ、保持具72および73が図7の位置から内方に旋回
させられる度毎にワークの位置の修正が行われる。この
場合、先ず、保持具72の双方が図4に図示されない軸
線87(中心軸線に対して平行)を中心として旋回させ
られて機械的なストッパに対して当接させられる。次い
で、保持具73が図4に示すように軸線74を中心とし
て内方側に旋回させられると、その保持具73によっ
て、ワーク61のセグメント端61a(すなわち、フラ
ット部)は保持具72の双方に向かってソフトに圧接さ
せられるようになるが、このときセグメント端61aが
保持具72の双方に同じに接触しない場合(すなわち、
セグメント端61aが保持具72の双方に対し平行とな
っていない場合)、ワーク61の位置修正が行われるこ
とになる。このようなワーク位置修正時にワーク61は
軸線88に沿って変位され得るが、そのような変位につ
いては負荷位置と中間位置と双方で制限し得る。すなわ
ち、負荷位置では一方から他方にワークを搬送するため
の搬送手段(ここでは言及されていない)によって、ま
た中間位置ではルースリング84あるいはそこに取り付
けられた部品によって、かかる変位が制限され得ること
になる。
ンバを備えた真空装置の平面図である。
継させる円板中継システムを示す斜視図である。
を備えた昇降テーブルを第1の昇降位置で示す垂直断面
図である。
る。
円板処理時の最終位置で示す図である。
Claims (15)
- 【請求項1】 ワークを処理するための真空処理装置で
あって、 ワーク用の少なくとも三つの開口と排気ポートとを備え
た第一の搬送チャンバを具備し、前記第一の搬送チャン
バ内には、前記少なくとも三つの開口の間でワークを搬
送するための第一の搬送機構が配置され、更にワーク用
の少なくとも三つの開口と排気ポートとを備えた第二の
搬送チャンバを具備し、前記第二の搬送チャンバ内に
は、前記第二の搬送チャンバの前記少なくとも三つの開
口の間でワークを搬送するための第二の搬送機構が配置
され、 前記第二の搬送チャンバの少なくとも三つの開口のうち
の二つの開口は、それぞれワーク用の処理チャンバに接
続され、 前記第二の搬送チャンバの残りの一つの開口は、制御可
能なバルブ装置を介して前記第一の搬送チャンバの一つ
の開口に接続され、 前記第一の搬送チャンバの残りの少なくとも二つの開口
のうちの少なくとも一つの開口は、ワーク用の処理チャ
ンバと流通しており、更に選択的に外部に対し接続され
るか、あるいは、外部から分離されるゲートチャンバを
具備し、前記ゲートチャンバが、外部から分離されてい
る時、制御可能なゲートバルブ装置(8、9)を介して
前記第一の搬送チャンバの一つの開口に接続され、更に
前記ゲートチャンバが排気ポートを有し、 前記第一の搬送チャンバと前記第二の搬送チャンバと
が、それらの間に配置された制御可能なバルブ装置によ
り互いに分離可能であり、かつ、別個に排気可能である
ことにより、前記第一の搬送チャンバと連通する前記処
理チャンバは前記第二の搬送チャンバに接続された前記
処理チャンバから、排気された前記第一の搬送チャンバ
と排気された前記第二の搬送チャンバとそれらの間の制
御可能なバルブ装置とにより分離される、真空処理装
置。 - 【請求項2】 前記第一の搬送機構と前記第二の搬送機
構とが、前記制御可能なバルブ装置を介して互いに接続
された前記第一の搬送チャンバの一つの開口と前記第二
の搬送チャンバの一つの開口とを通じてワークを互いに
受け渡す請求項1に記載の真空処理装置。 - 【請求項3】 前記第二の搬送チャンバの少なくとも三
つの開口のうちの二つの開口が、前記第二の搬送機構に
設けられた部材(28)により密閉して閉鎖可能である
請求項1又は2に記載の真空処理装置。 - 【請求項4】 二つ以上の更なる搬送チャンバが、それ
ぞれ制御可能なバルブ装置を介して前記第一の搬送チャ
ンバに接続される請求項1〜3のいずれか一項に記載の
真空処理装置。 - 【請求項5】 三つ以上の処理チャンバが、前記第二の
搬送チャンバの開口に接続される請求項1〜4のいずれ
か一項に記載の真空処理装置。 - 【請求項6】 前記第一の搬送機構及び前記第二の搬送
機構の一方が、チャンバ(7)内に回転可能に配置され
たロボットアームとして形成される請求項1〜5のいず
れか一項に記載の真空処理装置。 - 【請求項7】 前記第二の搬送機構が、前記第二の搬送
チャンバ内の垂直軸を中心に回転可能に取付けられた支
持構造体(20、21)として形成される請求項1〜6
のいずれか一項に記載の真空処理装置。 - 【請求項8】 処理チャンバに接続された前記第二の搬
送チャンバ(15)の開口が、回転可能な前記支持構造
体(20、21)の円形軌道の軸方向上側に配置されて
いる請求項7に記載の真空処理装置。 - 【請求項9】 前記円形軌道の軸方向上側に配置された
開口が選択的に閉鎖可能である請求項8に記載の真空処
理装置。 - 【請求項10】 ワークを上昇又は下降させるための昇
降機構(26、27)が前記第二の搬送チャンバ内に設
けられ、前記昇降機構が、回転可能な前記支持構造体
(20、21)の軸方向上側の開口と一列をなしている
請求項8又は9に記載の真空処理装置。 - 【請求項11】 前記第一の搬送チャンバと前記第二の
搬送チャンバとの間に配置された制御可能なバルブ装置
(13、14)が制御ユニットにより制御される請求項
1〜10のいずれか一項に記載の真空処理装置。 - 【請求項12】 前記第一の搬送チャンバと前記第二の
搬送チャンバとの間に配置された制御可能なバルブ装置
を制御する制御ユニットが、前記真空処理装置の更なる
ワーク用開口と協働する分離手段(22、28、29)
を制御する請求項1〜11のいずれか一項に記載の真空
処理装置。 - 【請求項13】 前記第二の搬送機構が、搬送面に対し
て垂直な回転軸(20’)と、前記回転軸(20’)に
対して半径方向にかつ前記搬送面に対して平行に延びた
少なくとも一つのジブアーム(20)とを有し、更に、
前記ジブアームには二つの支持アーム(21)が取付け
られ、前記二つの支持アームが、ワークを捕捉又は解放
するために互いに近づく側又は互いから離れる側に駆動
されて移動可能である請求項1〜12のいずれか一項に
記載の真空処理装置。 - 【請求項14】 前記第一の搬送機構が、回転軸と駆動
されて半径方向に延びることができるアーム(10)と
を有する請求項1〜13のいずれか一項に記載の真空処
理装置。 - 【請求項15】 ゲートチャンバから処理チャンバの側
に前記第一および第二の搬送機構によりワークを搬送す
ることができると共に、処理チャンバから前記第一の搬
送チャンバを介してゲートチャンバまで前記第一および
第二の搬送機構によりワークを搬送することができる請
求項1〜14のいずれか一項に記載された真空処理装置
によりワークを処理する真空処理方法。
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