JP3479604B2 - プラズマ洗浄装置およびその運転方法 - Google Patents

プラズマ洗浄装置およびその運転方法

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  • Drying Of Semiconductors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えばワイヤボン
ディング等の金属間接合用のパッドを形成した基板を、
発生させたプラズマにより洗浄するプラズマ洗浄装置お
よびその運転方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、この種のプラズマ洗浄装置とし
て、例えば特開平5−235144号公報に記載のもの
が知られている。このプラズマ洗浄装置は、機台上に、
発生させたプラズマにより基板を洗浄するチャンバー
と、チャンバーに対し基板を搬入および搬出する搬入・
搬出機構とを備えると共に、チャンバーにプラズマ反応
ガスであるアルゴンガスを供給するガス供給装置と、ア
ルゴンガスの供給に先立ってチャンバー内を真空にする
真空装置と、チャンバーの高周波電極に高周波電圧を印
加する高周波電源とを備えている。チャンバーの前面に
は、内部を開閉する開閉扉が設けられており、開閉扉の
内側には基板を載置する載置台が取り付けられている。
また、搬入・搬出機構は、開閉扉と共にチャンバーの前
側に引き出した載置台を挟んで、その両側に配設した基
板搬入機構および基板搬出機構と、基板を基板搬入機構
から載置台に移載すると共に載置台から基板搬出機構に
移載する移載機構とを、有している。
【0003】このプラズマ洗浄装置では、開閉扉と共に
載置台をチャンバーから引き出した後、処理基板を載置
台から基板搬出機構に移載すると同時に、未処理基板を
基板搬入機構から載置台に移載し、続いて開閉扉を閉塞
して、未処理基板をチャンバー内に導入する。チャンバ
ー内に未処理基板を導入したら、真空装置を駆動してチ
ャンバー内を真空にした後、ガス供給装置により、チャ
ンバー内にアルゴンガスを充填する。ここで、高周波電
源により、チャンバーの高周波電極に高周波電圧を印加
することで、プラズマを発生させ、発生したプラズマに
より基板を洗浄する。洗浄が完了したらチャンバー内を
窒素ガス等でリークした後、開閉扉を開放して載置台を
引き出す。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】このような従来のプラ
ズマ洗浄装置部では、チャンバー、搬入・搬出機構およ
び高周波電源等が、単一のもので構成されているため、
基板の単位時間当たりの処理枚数を多くし難い問題があ
った。もちろん、チャンバーの容量を大きくし、1回で
洗浄する基板枚数を増やせば、かかる問題は解消する。
しかし、このようにすると、チャンバー容量に合わせ
て、高周波電源を出力の大きなものに、あるいはガス供
給装置や真空排気装置なども、大きなものにする必要が
生じ、設備自体が大がかりなものになってしまう。
【0005】本発明は、1つのチャンバーにおいて、洗
浄工程と搬入・搬出工程とが重複して為されることが有
り得ないことに着目して為されたものであり、高周波電
源の出力を大きくすることなく、基板の単位時間当たり
の処理枚数を増加することができるプラズマ洗浄装置お
よびその運転方法を提供することをその目的としてい
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明のプラズマ洗浄装
置は、印加した高周波電圧によりプラズマを発生させ、
発生したプラズマにより基板を洗浄する一対のチャンバ
ーと、一対のチャンバーの高周波電極に、高周波電圧を
交互に印加する単一の高周波電源と、一対のチャンバー
に対し、それぞれ基板を搬入・搬出する搬入・搬出機構
とを備えたことを特徴とする。
【0007】この構成によれば、一対のチャンバーに対
し高周波電源を単一のものとし、一対のチャンバーの高
周波電極に高周波電圧を交互に印加する。すなわち、一
対のチャンバーは、交互に洗浄作業を行う。各チャンバ
ーにおいて、洗浄作業中に基板の出入れを行うこと不可
能であるため、洗浄作業中でない方のチャンバーで、基
板を搬入・搬出作業を行うようにすれば、高周波電圧を
交互に印加するようにしても、各チャンバーに極端な待
ち時間が生ずることがない。また、高周波電圧を交互に
印加するようにしているため、高周波電源の出力は、1
台のチャンバーに対応する容量で済む。
【0008】この場合、搬入・搬出機構は単一のもので
構成されており、一対のチャンバーに対し基板を交互に
搬入・搬出することが、好ましい。
【0009】この構成によれば、搬入・搬出機構による
基板の搬入・搬出作業に、極端な待ち時間が生ずること
がなく、基板を一対のチャンバーに対し効率よく搬送す
ることができる。
【0010】この場合、搬入・搬出機構は、未処理基板
を載置する第1載置部材と、処理基板を載置する第2載
置部材とを有していることが、好ましい。
【0011】この構成によれば、1つの搬入・搬出工程
において、未処理基板を第1載置部材に載置して各チャ
ンバーに搬入し、この状態で処理基板を第2載置部材に
載置して各チャンバーから搬出することができる。
【0012】本発明のプラズマ洗浄装置の運転方法は、
プラズマ反応ガス中で発生させたプラズマにより基板を
洗浄するプラズマ洗浄装置の運転方法において、印加し
た高周波電圧により、充填したプラズマ反応ガス中でプ
ラズマを発生させる一対のチャンバーを用い、一方のチ
ャンバーが基板を洗浄する洗浄工程にあるときに他方の
チャンバーが基板を搬入・搬出する搬入・搬出工程とな
るように、一対のチャンバーに対し、高周波電圧を交互
に印加すると共に基板を交互に搬入・搬出するすること
を特徴とする。
【0013】この構成によれば、一方のチャンバーで基
板の洗浄工程を行い、他方のチャンバーで基板の搬入・
搬出工程を行うようにし、これを交互に行うことができ
る。したがって、チャンバーと基板を搬入・搬出する手
段とを、それぞれ極端な待ち時間を生じさせることな
く、有機的に稼動させることができる。また、チャンバ
ーに高周波電圧に印加する手段および基板を搬入・搬出
する手段を、単一のもので構成することができる。
【0014】この場合、洗浄工程は、各チャンバーへの
プラズマ反応ガスの充填工程と、プラズマ放電によるプ
ラズマ洗浄工程と、各チャンバー内を大気圧まで昇圧す
昇圧工程とから成り、搬入・搬出工程は、各チャンバー
への基板の搬入および搬出を行う基板搬入搬出工程と、
各チャンバー内を真空にする真空引き工程とから成り、
洗浄工程に要する時間と搬入・搬出工程に要する時間と
が略同一であることが、好ましい。
【0015】この構成によれば、チャンバーと基板を搬
入・搬出する手段とを、それぞれ待ち時間を生じさせる
ことなく、有機的に稼動させることができる。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して、本発
明の一実施形態に係るプラズマ洗浄装置およびその運転
方法について説明する。このプラズマ洗浄装置は、例え
ばベアチップを直接ワイヤボンディングする際に、ボン
ディングにおけるボンディングパッドとボンディングワ
イヤとの接合強度を向上させるため、基板のボンディン
グパッドを乾式で洗浄するものである。すなわち、真空
容器であるチャンバーにアルゴンなどのプラズマ反応ガ
スを充填し、これに高周波電圧を印加することで、プラ
ズマを発生させ、そのプラズマのプラスに帯電したイオ
ンがマイナスに帯電したボンディングパッドに向かって
加速され、ボンディングパッドの表面の粒子(実施形態
の場合にはニッケル成分)を叩き出すことにより、これ
を洗浄するものである。
【0017】図1および図2は、実施形態のプラズマ洗
浄装置の全体の装置構成を表した斜視図である。同図に
示すように、このプラズマ洗浄装置1は、内部にプラズ
マを発生されて導入した基板Aを洗浄する一対のチャン
バー2,2と、一対のチャンバー2,2に交互に高周波
電圧を印加する電源部3と、一対のチャンバー2,2に
プラズマ反応ガスであるアルゴンガスおよびリークの為
の窒素ガスを交互に供給するガス供給部4と、各チャン
バー2内を真空状態にする一対の真空吸引部5,5と、
一対のチャンバー2,2に対し基板Aを交互に搬入・搬
出する搬入・搬出部6と、搬入・搬出部6に供給側マガ
ジン7aを介して未処理基板Aaを供給するマガジン供
給部8と、搬入・搬出部6から受け取った処理基板Ab
を排出側マガジン7bを介して装置外に排出するマガジ
ン排出部9と、空になった供給側マガジン(空マガジ
ン)7aをマガジン供給部8からマガジン排出部9に移
送するマガジン移送部10とを備えている。
【0018】各チャンバー2は、真空容器である箱状の
チャンバー本体21と、チャンバー本体21の前面に設
けられたフランジ状の蓋体22とを有している。蓋体2
2は、両側に設けた蓋ガイド23,23によりチャンバ
ー本体21に対し進退自在に構成され、且つチャンバー
本体21の側面に設けたチャンバー開閉シリンダ(エア
ーシリンダ)24のピストンロッド25と連結板26で
連結されている。また、蓋体22の内側には、2枚の基
板A,Aを載置するトレイ27が取り付けられており、
トレイ27は蓋体22と共に進退する。チャンバー開閉
シリンダ24が駆動して、蓋体22が前進すると、チャ
ンバー本体21が開放されると共に、基板Aを載置した
トレイ27が引き出され、蓋体22が後退すると、トレ
イ27が押し込まれると共にチャンバー本体21が閉塞
される。
【0019】また、図3に示すように、各チャンバー2
には、電源部3に接続された第1高周波電極28と、ア
ースされた第2高周波電極29とが設けられている。こ
の場合、第1高周波電極28は、上記のトレイ27の下
部に配設される一方、第2高周波電極29は、チャンバ
ー本体21を構成するケーシングにより構成されてい
る。なお、チャンバー開閉シリンダ24は、図示左側の
チャンバー2aでは、その左側面に取り付けられ、右側
のチャンバー2bでは、その右側面に取り付けられてい
る。また、図示しないが、チャンバー本体21と蓋体2
2との間には、チャンバー2の気密性を保持すべく、O
リング等のシール部材が介在している。
【0020】電源部3は、高周波電源31と、自動整合
器32と、電源切替器33とを有している。電源切替器
33は、図示しない制御装置に接続され、制御装置の切
替指令により、一対のチャンバー2,2に対し高周波電
源31を交互に切り替える。自動整合器32は、チャン
バー2に印加した高周波の反射波による干渉を防止する
ものであり、この場合には、一対のチャンバー2,2に
対し1台の自動整合器32を対応させているが、各チャ
ンバー2に対し1台の自動整合器32を対応させるよう
にしてもよい。かかる場合には、高周波電源31、電源
切替器33、自動整合器32の順で結線される。
【0021】ガス供給部4は、図外のアルゴンガスボン
ベに連なるアルゴンガス供給管41と、図外の窒素ガス
ボンベに連なる窒素ガス供給管42と、各チャンバー2
に連なる一対のガス導入管43,43と、アルゴンガス
供給管41および窒素ガス供給管42と一対のガス導入
管43,43とを接続するガス切替管44とを有してい
る。アルゴンガス供給管41および窒素ガス供給管42
には、それぞれマニアルで操作されるアルゴンガス供給
バルブ45および窒素ガス供給バルブ46が設けられて
いる。また、アルゴンガス供給管41にはマスフローコ
ントローラ47が介設され、また窒素ガス供給管42に
はパージ流量計48が介設され、それぞれガス流量を制
御できるようになっている。
【0022】ガス切替管44は、アルゴンガス供給管4
1に連なる2本のアルゴン側分岐管44a,44aと、
窒素ガス供給管42に連なる2本の窒素側分岐管44
b,44bとを有し、各アルゴン側分岐管44aと各窒
素側分岐管44bの合流部分に上記の各ガス導入管43
が接続されている。両アルゴン側分岐管44a,44a
には、それぞれ電磁弁で構成されたアルゴン側切替バル
ブ49,49が介設され、また両窒素側分岐管44b,
44bには、それぞれ電磁弁で構成された窒素側切替バ
ルブ50,50が介設されている。一対のアルゴン側切
替バルブ49,49および一対の窒素側切替バルブ5
0,50は、上記の制御装置に接続され、制御装置の切
替指令により、開閉する。この場合、アルゴン側切替バ
ルブ49は、アルゴンガスのガス量を精度良く制御する
ため、上記のマスフローコントローラ47の制御信号に
基づいて、フィードバック制御される。
【0023】アルゴンガス供給バルブ45および窒素ガ
ス供給バルブ46は、それぞれ常時「開」となってお
り、一対のチャンバー2,2,に交互にアルゴンガスを
導入する場合には、両窒素側切替バルブ50,50が
「閉」となり、両アルゴン側切替バルブ49,49の一
方が「開」、他方が「閉」となる。また、後述するリー
クの為に窒素ガスを導入する場合には、両アルゴン側切
替バルブ49,49が「閉」となり、両窒素側切替バル
ブ50,50の一方が「開」、他方が「閉」となる。な
お、図中の符号51は、プラズマ反応ガスとして、アル
ゴンガスの他、酸素ガスを導入可能とする場合(仮想線
にて図示)に、開閉される開閉電磁弁である。
【0024】各真空吸引部5は、真空ポンプ61と、真
空ポンプ61と各チャンバー2を接続する真空配管62
とを有している。真空配管62には、チャンバー2側か
ら真空計63、圧力調整バルブ64およびメインバルブ
65が介設されている。メインバルブ65は電磁弁で構
成されており、メインバルブ65が「開」状態で、フレ
キシブル管67を介して真空配管62と真空ポンプ61
とが連通し、チャンバー2内の真空引きが行われる。
【0025】搬入・搬出部6は、両チャンバー2,2
と、マガジン供給部8およびマガジン排出部9との間
で、基板Aを搬送する基板搬入搬出機構12を有すると
共に、基板搬入搬出機構12と両チャンバー2,2,と
の間で基板Aを移載するチャンバー側移載機構13と、
基板搬入搬出機構12と供給側・排出側両マガジン7
a,7bとの間で基板Aを移載するマガジン側移載機構
14とを有している。
【0026】供給側マガジン7aに収容されている未処
理基板Aaは、マガジン側移載機構14により基板搬入
搬出機構12に移載され、基板搬入搬出機構12により
下動位置からチャンバー2近傍の上動位置まで搬入され
る。ここで、チャンバー側移載機構13が駆動して、未
処理基板Aaを基板搬入搬出機構12からチャンバー2
のトレイ27に移載する。一方、処理基板Abは、チャ
ンバー側移載機構13によりトレイ27から基板搬入搬
出機構12に移載され、基板搬入搬出機構12により上
動位置から供給側・排出側両マガジン7a,7b近傍の
下動位置まで搬出される。ここで、マガジン側移載機構
14が駆動して、処理基板Abを基板搬入搬出機構12
から排出側マガジン7bに移載する。
【0027】基板搬入搬出機構12は、図外の機台に取
り付けられた基板昇降装置71と、基板昇降装置71に
取り付けられた基板Y動装置72と、基板Y動装置72
により図示の前後方向に移動する基板載置ステージ73
とを有している。
【0028】基板載置ステージ73は、ベースプレート
75上に、相互に平行に配設した3条の突条76,7
6,76により、上段および下段にそれぞれ2枚の基板
A,Aを棚板状に載置できるようになっている。すなわ
ち、3条の突条76,76,76には、それぞれ上下に
内向きの受け部(図示省略)が突出形成されており、こ
の受け部により上段に2枚の未処理基板Aaを載置する
前後一対の第1載置部77が、下段に2枚の処理基板A
bを載置する前後一対の第2載置部78が構成されてい
る。すなわち、供給側マガジン7aから移載される未処
理基板Aaは第1載置部77に載置され、各チャンバー
2のトレイ27から移載される処理基板Abは第2載置
部78に載置される。
【0029】基板Y動装置72は、後述する基板昇降装
置71の昇降ブロック85に取り付けられており、減速
機付きの基板Y動モータ80と、基板Y動モータ80に
より回転するボールねじ81を有している。図示では省
略されているが、基板載置ステージ73は、基板昇降装
置71の昇降ブロック85との間で前後方向に進退自在
に構成(案内)されており、基板載置ステージ73の一
部に螺合するボールねじ81が、基板Y動モータ80に
より正逆回転することにより、基板載置ステージ73が
昇降ブロック85に対し、前後方向に進退する。
【0030】基板昇降装置71は、減速機付きの基板昇
降モータ83と、基板昇降モータ83のより回転するボ
ールねじ84と、ボールねじ84に螺号する雌ねじ部
(図示省略)形成した昇降ブロック85とを有してい
る。上述のように、基板載置ステージ73および基板Y
動装置72は昇降ブロック85に支持されており、昇降
ブロック85は、基板昇降モータ83を介して正逆回転
するボールねじ84により、昇降する。なお、基板昇降
装置71を基板Y動装置72に取り付け、基板昇降装置
71で基板載置ステージ73を昇降させ、基板Y動装置
72で基板昇降装置71および基板載置ステージ73を
前後動させるようにしてもよい。
【0031】供給側マガジン7aから未処理基板Aaを
受け取る場合には、供給側マガジン7aの該当する未処
理基板Aaの位置に、基板載置ステージ73の第1載置
部77が合致するように、基板昇降装置71および基板
Y動装置72を駆動する。具体的には、基板載置ステー
ジ73をホーム位置から後退および上昇させ、先ず一方
の第1載置部77を該当する未処理基板Aaに位置合わ
せし、さらに基板載置ステージ73の後退(前進)によ
り、他方の第1載置部77を該当する次の未処理基板A
aに位置合わせする。なお、詳細は後述するが、供給側
マガジン7aは昇降するようになっており、未処理基板
Aaの移載高さ位置(レベル)は、特定の位置に設定さ
れている。
【0032】また、処理基板Abを排出側マガジン7b
に受け渡す場合には、同様に第2載置部78の2枚の処
理基板Ab,Abを、それぞれ排出側マガジン7bの該
当する収容位置に位置合わせする。この場合も、排出側
マガジン7bは昇降するようになっており、処理基板A
bの移載高さ位置(上記の移載高さ位置とは異なるが)
は、特定の位置に設定されている。なお、基板載置ステ
ージ73に対し供給側マガジン7aおよび排出側マガジ
ン7bは、その左右両側に近接して配置されているため
(図示では離れているが)、基板Aの移載に際し基板載
置ステージ73を左右方向に移動させる必要はない。
【0033】一方、未処理基板Aaおよび処理基板Ab
をチャンバー2との間でやり取りする場合には、先ず基
板昇降装置71および基板Y動装置72を駆動して、ト
レイ27上の処理基板Aaと第2載置部78を位置合わ
せし、2枚の処理基板Ab,Abを第2載置部78に同
時に受け取る(詳細は後述する)。次に、基板載置ステ
ージ73をわずかに下降させ、第1載置部77の未処理
基板Aaとトレイ(の上面)27とを位置合わせし、2
枚の未処理基板Aa,Aaをトレイ27上に受け渡す。
なお、この場合も、基板載置ステージ73に対し両チャ
ンバー2,2は、その左右両側に近接して配置されてい
るため(図示では離れているが)、基板Aの移載に際し
基板載置ステージ73を左右方向に移動させる必要はな
い。
【0034】マガジン側移載機構14は、未処理基板A
aを供給側マガジン7aから基板搬入搬出機構12に送
り出す供給側シリンダ91と、処理基板Abを基板搬入
搬出機構12から排出側マガジン7bに送り込む排出側
シリンダ92とを有している。供給側シリンダ7bは図
外の機台に取り付けられており、そのピストンロッド9
4により、該当する未処理基板Aaの端を押して、これ
を供給側マガジン7aから基板搬入搬出機構12に送り
出す。
【0035】排出側シリンダ92は、図外の機台に取り
付けられ、マガジン供給部8およびマガジン排出部9間
に亘って延在するシリンダ本体95と、シリンダ本体9
5により左右方向に移動する送り爪装置96とを有して
いる。送り爪装置96は、ハウジング内にモータ等のア
クチュエータを収容すると共に、アクチュエータにより
上下動する送り爪97を有している。アクチュエータに
より送り爪97を所定の下動位置に移動させ、シリンダ
本体95により送り爪装置96を図示左方に移動させる
ことにより、送り爪97が処理基板Abの端を押して、
これを基板搬入搬出機構12から排出側マガジン7bに
送り込む。
【0036】供給側シリンダ91のピストンロッド94
の高さ位置および排出側シリンダ92の送り爪97の高
さ位置は、上記の移載高さ位置に設定され、且つ、ピス
トンロッド94側の移載高さ位置と送り爪97の移載高
さ位置とは、基板載置ステージ73の第1載置部77と
第2載置部78との間の段差分の差を有している。この
ため、基板載置ステージ73の第1載置部77と第2載
置部78を、それぞれ両移載高さ位置に位置合わせして
おいて、先ず排出側シリンダ92を駆動することで、処
理基板Abが第2載置部78から排側出マガジン7bに
送り込まれ、次に供給側シリンダ91を駆動すれば、未
処理基板Abが供給側マガジン7aから第1載置部77
に送り出される。もっとも、基板載置ステージ73、供
給側マガジン7aおよび排側出マガジン7bは昇降可能
であり、かつ送り爪97も上下動可能に構成されている
ため、必ずしも上記のように移載高さ位置を設定する必
要はない。
【0037】なお、詳細は後述するが、供給側マガジン
7aから送り出されるべき任意の1の未処理基板Aaの
選択、および処理基板Abが送り込まれるべき排出側マ
ガジンの任意の1の収容位置(何段目か)の選択は、マ
ガジン供給部8において供給側マガジン7aを昇降させ
ること、およびマガジン排出部9において排出側マガジ
ン7bを昇降させることで、行われる。
【0038】チャンバー側移載機構13は、一対のチャ
ンバー2,2間に亘って左右方向に延在するガイドケー
ス101と、ガイドケース101の一方に端に取り付け
た減速機付きのX動モータ102と、X動モータ102
により回転するボールねじ103と、ボールねじ103
により左右方向に移動する移載爪装置104とを有して
いる。移載爪装置104は、ハウジング内にモータ等の
アクチュエータを収容すると共に、アクチュエータによ
り上下動する移載爪105を有している。
【0039】移載爪105の先端は二股に形成されてお
り、トレイ27と基板搬入搬出機構12との間で、2枚
の基板A,Aを同時に移載可能に構成されている。移載
爪装置104は、ハウジングの部分でガイドケース10
1により左右方向の移動をガイドされており、X動モー
タ102を介してボールねじ103が正逆回転すること
により、移載爪装置104はガイドケース101に沿っ
て左右方向に移動する。また、アクチュエータの正逆駆
動により、移載爪105が上下動する。
【0040】基板搬入搬出機構12が第1載置部77に
未処理基板Aaを載置してチャンバー2に臨むと、X動
モータ102が駆動して移載爪装置104をトレイ27
の端位置に移動させ、続いて移載爪装置104が駆動し
て移載爪105を、トレイ27の上面位置まで下動させ
る。次に、X動モータ102が駆動して移載爪装置10
4を基板搬入搬出機構12側に移動させる。これによ
り、移載爪105がトレイ27上の2枚の処理基板Ab
を押すようにして移動させ、処理基板Abを基板搬入搬
出機構12の第2載置部78に受け渡す。次に、移載爪
105を未処理基板Aaに合わせてわずかに上動させた
後、移載爪装置104をトレイ27側に移動させること
により、移載爪105が2枚の未処理基板Aa,Aaを
第1載置部77からトレイ27上に受け渡す。なお、移
載爪105を二股とせず、基板Aを一枚ずつ移載させる
構造であってもよい。
【0041】マガジン供給部8は、複数個の供給側マガ
ジン7aを載置可能な供給側マガジン載置台111と、
供給側マガジン載置台111から供給された供給側マガ
ジン7aを昇降させる供給側昇降装置112と、供給側
マガジン7aを供給側マガジン載置台111から供給側
昇降装置112に送り込む供給側マガジンシリンダ11
3とを有している。一方、供給側マガジン7aは、複数
段に亘って基板Aを棚板状に収容できるように、両側壁
にそれぞれ複数の受け部が形成されている。そして、こ
のように構成された供給側マガジン7aは、未処理基板
Aaを収容した状態で、前面を基板搬入搬出機構12側
に向けて配設されている。なお、排出側マガジン7b
は、この供給側マガジン7aと全く同一のものである。
【0042】供給側マガジンシリンダ113は、供給側
昇降装置112の供給側マガジン7aが空になったとき
に、そのピストンロッド115により、供給側マガジン
載置台111に載置されている複数個の供給側マガジン
7aを順に送り込んで、新たに供給側マガジン7aを供
給側昇降装置112に供給する。なお、供給側マガジン
載置台111に新たに投入される供給側マガジン7a
は、ピストンロッド115が後退した状態で、供給側マ
ガジン載置台111のピストンロッド115側に投入さ
れる。
【0043】供給側昇降装置112は、減速機付きのマ
ガジン昇降モータ116と、マガジン昇降モータ116
のより回転するボールねじ117と、ボールねじ117
に螺号する雌ねじ部(図示省略)形成した昇降ブロック
118とを有している。未処理基板Aaを送り出す供給
側マガジン7aは、昇降ブロック118に支持されてお
り、昇降ブロック118は、マガジン昇降モータ116
を介して正逆回転するボールねじ117により、昇降す
る。
【0044】供給側昇降装置112に送り込まれた供給
側マガジン7aは適宜昇降し、その際上記の供給側シリ
ンダ91が、供給側マガジン7aに収容した未処理基板
Aaを1枚ずつ送り出してゆく。この場合、未処理基板
Aaを、供給側マガジン7aの最下段のものから順に送
り出してゆくことが、好ましい。すなわち、最初に最下
段の未処理基板Aaを移載高さ位置に位置合わせしてこ
れを送り出し、次に下から2段目の未処理基板Aaを移
載高さ位置に位置合わせ(下降)してこれを送り出す。
このようにして、最上段の未処理基板Aaを送り出した
ところで、供給側マガジン7aが空になるため、これを
さらに下降させてマガジン移送部10に受け渡すように
している。
【0045】マガジン排出部9は、マガジン供給部8と
同様に、複数個の排出側マガジン7bを載置可能な排出
側マガジン載置台121と、排出側マガジン7bを昇降
させる排出側昇降装置122と、処理基板Abで満杯に
なった排出側マガジン7bを排出側昇降装置122から
排出側マガジン載置台121に送り込む排出側マガジン
シリンダ123とを有している。排出側マガジンシリン
ダ123は、そのピストンロッド125により、満杯に
なった排出側マガジン7bを順次、排出側マガジン載置
台121送り込んでゆく。
【0046】排出側昇降装置122は、供給側昇降装置
112と同様に、マガジン昇降モータ126と、ボール
ねじ127と、昇降ブロック128とを有している。処
理基板Abが送り込まれる排出側マガジン7bは、昇降
ブロック128に支持されており、昇降ブロック128
は、マガジン昇降モータ126を介して正逆回転するボ
ールねじ127により、昇降する。この場合、空の排出
側マガジン7bは、マガジン移送部10を介して供給側
昇降装置112から供給される。
【0047】そして、この場合も、排出側昇降装置12
2の排出側マガジン7bは適宜昇降し、その際上記の排
出側シリンダ92が、排出側マガジン7bに処理基板A
bを1枚ずつ送り込んでゆく。この場合には、排出マガ
ジン7bを間欠上昇させらがら、処理基板Abを最上段
から順に収容してゆくことが、好ましい。なお、供給側
昇降装置112および排出側昇降装置122の各昇降ブ
ロック118,128は、各マガジン7a,7bを載置
するプレート部位118a,128aの中央が、広く
「コ」字状に切り欠かれており、後述するチャック装置
131が上下方向にすり抜け得るようになっている。
【0048】マガジン移送部10は、空マガジン(空に
なった供給側マガジン7a)7cを受け取って把持する
チャック装置131と、先端部でチャック装置131を
支持する回転アーム132と、回転アーム132を基端
部を中心に回転させる減速機付きの回転モータ133と
を有している。回転モータ133は、図外の機台に固定
されており、回転アーム133を水平面内において角度
180度、往復回転(回動)させ、チャック装置131
に把持した空マガジン7cをマガジン供給部8からマガ
ジン排出部9に移送する。チャック装置131は、上面
に空マガジン7cが載置されるハウジング135と、ハ
ウジング135内に収容したシリンダ(図示省略)と、
ハウジング135の上面から突出しシリンダにより離接
方向に相互に移動する一対のチャック136,136と
を有している。
【0049】一対のチャック136,136を離間する
方向に開いておいて、供給側昇降装置112に臨ませ、
この状態で、供給側昇降装置112に載置されている空
マガジン7cを下降させると、昇降ブロック118のプ
レート部位118aがチャック136を上側から下側に
すり抜けたところで、空マガジン7cがハウジング13
5の上面に載る。これにより、空マガジン7cが供給側
昇降装置112からマガジン移送部10に受け渡され
る。ここで、一対のチャック136,136を閉じるよ
うにして、空マガジン7cを把持する。空マガジン7c
がチャック装置121に不動に把持されたら、回転アー
ム132を回動させて空マガジン7cを排出側昇降装置
122に臨ませる。
【0050】このとき、排出側昇降装置122の昇降ブ
ロック128には排出側マガジン7bは無く、また昇降
ブロック128は下降位置にある。空マガジン7cが排
出側昇降装置122に臨んだら、チャック装置131に
よる把持状態を解除し、昇降ブロック128を上昇させ
る。昇降ブロック128が上昇し、そのプレート部位1
28aがチャック136を下側から上側にすり抜ける
と、空マガジン7cが昇降ブロック128を自動的に受
け取ってそのまま上昇する。なお、マガジン移送部10
により、マガジン供給部8からマガジン排出部9に移送
された空マガジン7cは、マガジン排出部9で排出側マ
ガジン7bとして利用されるが、空マガジン7cは回転
して移送されるため、その前部が搬入・搬出部6側に向
いた姿勢で、マガジン排出部9に受け渡される。このた
め、移送の前後等で別の装置により空マガジン7cの姿
勢を変える必要がない。
【0051】なお、搬入・搬出部6、マガジン供給部
8、マガジン排出部9およびマガジン移送部10におけ
るモータやシリンダなどのアクチュエータは、上述の制
御装置に接続され、制御装置により総括的に制御され
る。ここで、図4を参照して、制御装置による各部の動
きを順を追って説明する。
【0052】同図において、左側のチャンバー2aは基
板Aの洗浄工程にあり、右側のチャンバー2bは基板A
の搬入・搬出工程にあるものとする。右側のチャンバー
2bで洗浄済みの基板(処理基板Ab)Aが外部に引き
出される動きに合わせて、搬入・搬出部6は、マガジン
供給部8から未処理基板Aaを受け取って、右側のチャ
ンバー2bの近傍まで搬送する。ここで、搬入・搬出部
6は、右側のチャンバー2bから処理基板Abを受け取
り、続いて未処理基板Aaを右側のチャンバー2bに受
け渡す。右側のチャンバー2bは、未処理基板Aaを受
け取ると、これを内部に持ち込む。同時に、搬入・搬出
部6は、処理基板Abを搬送してマガジン排出部9に受
け渡す。
【0053】右側のチャンバー2bは、未処理基板Aa
を内部に持ち込むと、真空引きを経て洗浄工程に移行す
る。これと同時に、左側のチャンバー2aは、窒素ガス
によるリークを経て搬入・搬出工程に移行する。そして
こんどは、左側のチャンバー2aで処理基板Abが引き
出される動きに合わせて、搬入・搬出部6は、マガジン
供給部8から未処理基板Aaを受け取って、左側のチャ
ンバー2aに搬入する。すなわち、左右のチャンバー2
a,2bは交互に搬入・搬出工程と洗浄工程とを繰返
し、これに合わせて搬入・搬出部6は左右のチャンバー
2a,2bに対し、未処理基板Aaおよび処理基板Ab
を交互に搬入・搬出する。
【0054】次に、図5を参照して、左右の両チャンバ
ー2a,2bの搬入・搬出工程および洗浄工程とを、経
時的に説明する。同図において、例えば「チャンバ1」
を左側のチャンバー2aとし、「チャンバ2」を右側の
チャンバー2bと考える。搬入・搬出工程は、チャンバ
ー2への基板Aの搬入および搬出を行う基板搬入搬出工
程と、チャンバー2内を真空にする真空引き工程とから
成り、基板搬入搬出工程は、厳密にはチャンバー2の蓋
体22を開放してから閉塞するまでである。一方、洗浄
工程は、チャンバー2内にアルゴンガスを充填するガス
充填工程と、高周波電圧を印加して基板Aを洗浄するプ
ラズマ洗浄工程と、窒素ガスを送り込んでチャンバー2
内を大気圧まで昇圧するリーク工程とから成る。
【0055】同図に示すように、搬入・搬出工程および
洗浄工程は、いずれも30秒で設定されており、「チャ
ンバ1」で搬入・搬出工程を行っているときには、「チ
ャンバ2」で洗浄工程を行い、「チャンバ1」で洗浄工
程を行っているときには、「チャンバ2」では搬入・搬
出工程を行うようにしている。もちろん、リーク工程か
ら基板搬入搬出工程に移行するときには、搬入・搬出部
6は、基板Aをチャンバー2の近傍まで搬送してきてい
る。したがって、搬入・搬出部6による基板搬入の為の
時間は、真空引き工程に要する時間(20秒)以内とな
る。
【0056】以上のように本実施形態によれば、一対の
チャンバー2,2に対し、高周波電圧を交互に印加し、
一方のチャンバー2で洗浄工程を行っているときに、他
方のチャンバー2で搬入・搬出工程を行うようにしてい
るため、2台のチャンバー2,2を効率よく運転するこ
とができ、単位時間当たりの基板処理枚数をほぼ倍にす
ることができる。また、一対のチャンバー2,2に対し
単一のもので構成された電源部3、ガス供給部4および
搬入・搬送部6などを効率よく、且つ無駄時間を生ずる
ことなく、運転させることができ、全体の構造も単純化
することができる。特に、チャンバー2は、洗浄工程に
要する時間と搬入・搬出工程に要する時間とを全く同時
間に設定しているため、一対のチャンバー2,2を効率
よく運転することができると共に、電源部3やガス供給
部4はチャンバー1台分のものでこの2台分に対応させ
ることができる。
【0057】
【発明の効果】以上のように、本発明のプラズマ洗浄装
置およびその運転方法によれば、一方のチャンバーで基
板の洗浄作業を行っているときに、他方のチャンバーで
基板の搬入・搬出作業を行うようにしているため、一対
のチャンバーを交互に効率よく運転させることができ
る。また、高周波電源の出力は、1台のチャンバーに対
応する容量で済む。したがって、高周波電源の出力を大
きくすることなく、基板の単位時間当たりの処理枚数を
増加することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係るプラズマ洗浄装置の
全体構造(上半部)を示す斜視図である。
【図2】本発明の一実施形態に係るプラズマ洗浄装置の
全体構造(下半部)を示す斜視図である。
【図3】実施形態に係るプラズマ洗浄装置のチャンバー
の断面図である。
【図4】実施形態に係るプラズマ洗浄装置の動作を説明
する動作説明図である。
【図5】チャンバーの運転状態を経時的に説明する説明
図である。
【符号の説明】
1 プラズマ洗浄装置 2 チャンバー 3 電源部 4 ガス供給部 5 真空吸引部 6 搬入・搬出部 7a 供給側マガジン 7b 排出側マガジン 7c 空マガジン 8 マガジン供給部 9 マガジン排出部 10 マガジン移送部 12 基板搬入搬出機構 13 チャンバー側移載機構 14 マガジン側移載機構 28 第1高周波電極 29 第2高周波電極 31 高周波電源 32 電源切替器 73 基板載置ステージ 77 第1載置部 78 第2載置部 112 供給側昇降装置 118 昇降ブロック 122 排出側昇降装置 128 昇降ブロック 131 チャック装置 132 回転アーム 133 回転モータ A 基板 Aa 未処理基板 Ab 処理基板
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/304 645 H01L 21/3065 H01L 21/60 301 H01L 21/68

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 印加した高周波電圧によりプラズマを発
    生させ、発生したプラズマにより基板を洗浄する一対の
    チャンバーと、 前記一対のチャンバーの高周波電極に、高周波電圧を交
    互に印加する単一の高周波電源と、 前記一対のチャンバーに対し、それぞれ基板を搬入・搬
    出する搬入・搬出機構とを備えたことを特徴とするプラ
    ズマ洗浄装置。
  2. 【請求項2】 前記搬入・搬出機構は単一のもので構成
    されており、前記一対のチャンバーに対し基板を交互に
    搬入・搬出することを特徴とする請求項1に記載のプラ
    ズマ洗浄装置。
  3. 【請求項3】 前記搬入・搬出機構は、未処理基板を載
    置する第1載置部材と、処理基板を載置する第2載置部
    材とを有していることを特徴とする請求項2に記載のプ
    ラズマ洗浄装置。
  4. 【請求項4】 プラズマ反応ガス中で発生させたプラズ
    マにより基板を洗浄するプラズマ洗浄装置の運転方法に
    おいて、 印加した高周波電圧により、充填した前記プラズマ反応
    ガス中でプラズマを発生させる一対のチャンバーを用
    い、 前記一方のチャンバーが基板を洗浄する洗浄工程にある
    ときに前記他方のチャンバーが基板を搬入・搬出する搬
    入・搬出工程となるように、前記一対のチャンバーに対
    し、高周波電圧を交互に印加すると共に基板を交互に搬
    入・搬出するすることを特徴とするプラズマ洗浄装置の
    運転方法。
  5. 【請求項5】 前記洗浄工程は、前記各チャンバーへの
    プラズマ反応ガスの充填工程と、プラズマ放電によるプ
    ラズマ洗浄工程と、当該各チャンバー内を大気圧まで昇
    圧す昇圧工程とから成り、 前記搬入・搬出工程は、前記各チャンバーへの基板の搬
    入および搬出を行う基板搬入搬出工程と、当該各チャン
    バー内を真空にする真空引き工程とから成り、 前記洗浄工程に要する時間と前記搬入・搬出工程に要す
    る時間とが略同一であることを特徴とする請求項4に記
    載のプラズマ洗浄装置の運転方法。
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