JP3562736B2 - 処理装置およびその製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、処理装置およびその製造方法に係り、特に処理容器とその処理容器を支持する基台とから成る処理ユニットを複数ユニット組み合わせて成る処理装置およびその製造方法に関する。
【０００２】
なお、本明細書において、処理容器と称した場合には、エッチング処理装置、成膜処理装置、アッシング処理装置、スパッタリング処理装置など、その内部チャンバにおいて被処理体に所定の処理を施す処理容器の他に、ロードロック室、ロード／アンロード室、バッファ室、カセット室、搬送室などの被処理体を中継処理する処理容器も含むまれ、これらの処理容器を含む処理ユニット同士を連結する全ての場合に本発明を適用することが可能であると了解される。
【０００３】
【従来の技術】
半導体製造工程においては、半導体ウェハやＬＣＤ基板などの被処理体に対して成膜処理やエッチング処理などの複数の処理工程を反復して施すことにより製品が完成される。そこで、近時、複数の処理ユニットから構成され、その各処理ユニットにおいて被処理体に対して各個別の処理を施すことにより、被処理体に対して連続的に複数の処理工程を施すことが可能なマルチチャンバ方式の処理装置が大量処理およびスループット向上の観点から注目されている。
【０００４】
かかるマルチチャンバ方式の処理装置では、各処理ユニットは処理容器とその処理容器を支持する基台とから構成されている。そして、処理装置を組み立てるには、複数の処理ユニット同士を高い精度で位置合わせし相互に気密に連結する必要がある。この点、従来の処理装置では、各処理容器は基台に対して上下動のみ調整可能に取り付けられていたので、処理ユニット同士を結合し処理装置を組み立てる場合には、一方の処理容器の外壁に設けられたノックピンを他方の処理容器の外壁に設けられた受容孔に嵌合して処理容器同士を連結し、次いで、その状態で基台同士を連結し、それから処理ユニット同士の高さ調整を行っていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、基台の製作誤差や床の平面度の相違により、処理容器同士を先に接合してしまうと、その後接合する基台間に大きな段差が生じることがある。かかる場合には、処理容器の接合部分に応力が加わり、処理装置の全体の強度が低下するという問題が生じていた。また、通常、処理装置は処理装置の製造工場にて一旦組み立てて最終調整を行ってから分解し、現場に搬入した後再度製造が行われるが、従来の処理装置およびその製造方法では、処理装置の分解製造の再現性が悪くなり、装置全体の寸法精度が悪化するという問題が生じていた。さらに、生産ラインを変更する際に、処理装置を分解し再度組み立てる場合にも同様の問題が生じていた。特に、近年、処理対象であるＬＣＤ基板の大型化に伴い処理容器自体も大型化し、上記弊害が顕著に表れるようになり、現場においてその解決が希求されるに到っている。
【０００６】
本発明は、従来の処理装置およびその製造方法が立脚する上記問題点に鑑みて成されたものであり、大型の処理容器同士であっても、容易かつ高い精度で接合し組み立てることが可能であり、しかも分解製造の再現性にも優れた新規かつ改良された処理装置およびその製造方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１によれば、処理容器とその処理容器を支持する基台とから成る処理ユニットを複数ユニット組み合わせて成る処理装置が提供され、その処理装置は、第１ユニットの処理容器と第２ユニットの処理容器とを固定する固定手段と、第１ユニットの基台と第２ユニットの基台とを固定する固定手段と、少なくとも一方のユニットの処理容器をそのユニットの基台上で水平面内において自在に移動させる水平移動手段とを備えている。
【０００８】
なお、上記処理装置において、上記水平移動手段は、請求項２に記載のように、処理容器の支持脚に取り付けられた自在ベアリングとして構成することが好ましい。あるいは、上記水平移動手段は、請求項３に記載のように、Ｘ方向軌道およびＹ方向軌道を自在に移動可能なＸ−Ｙ方向ステージとして構成することもできる。また、上記水平移動手段を備えたユニットは、請求項４に記載のように、処理容器の基台に対する垂直方向位置および／または水準を微調整するアジャスタを備えていることが好ましい。
【０００９】
さらに、請求項５によれば、処理容器とその処理容器を支持する基台とから成る処理ユニットを複数ユニット組み合わせて成る処理装置の製造方法が提供される。その方法によれば、第１ユニットの基台と第２ユニットの基台とを位置合わせし固定するとともに、いずれか一方のユニットの処理容器をその処理容器を支持する基台上で位置合わせし固定し、次いで、いずれか他方のユニットの処理容器をその処理容器を支持する基台上で水平移動させ前記一方のユニットの処理容器に対して位置合わせし、次いで、前記他方のユニットの処理容器を前記一方のユニットの処理容器に対して固定するとともに、前記他方のユニットの処理容器をその処理容器を支持する基台に固定することにより、処理装置の製造が行われる。
【００１０】
さらに、上記製造方法において、請求項６に記載のように、前記他方のユニットの処理容器を前記一方のユニットの処理容器に対して固定する前に、前記いずれか他方のユニットの処理容器とその処理容器を支持する基台に対する垂直方向位置および／または水準を微調整することが好ましい。
【００１１】
【作用】
請求項１によれば、水平移動手段により、少なくとも一方のユニットの処理容器をそのユニットの基台上で水平面内において自在に移動させることができるので、連結するユニット同士の基台を固定した後、上記水平移動手段を調整して処理容器同士の位置合わせを行ってから処理容器同士の固定を行うことができるので、従来のように、基台同士の接合部分のずれの応力が処理容器同士の接合部分に加わることがなく、高い精度でしかも再現性良くユニット同士を連結することができる。
【００１２】
また、請求項２または請求項３のように、自在ベアリングまたはＸ−Ｙ方向ステージを水平移動手段として採用すれば、小さな力で微調整が可能となるので、処理装置を組み立てる際の作業性を高めることができる。さらに、請求項４のように、アジャスタにより垂直方向位置や水準を微調整できるように構成すれば、より高い精度でユニット同士を連結することができる。
【００１３】
さらに、請求項５によれば、まず、第１ユニットの基台と第２ユニットの基台とを位置合わせし固定するとともに、いずれか一方のユニットの処理容器をその処理容器を支持する基台上で位置合わせし固定する。このようにして、一方のユニットを基準ユニットとすることができる。次いで、いずれか他方のユニットの処理容器をその処理容器を支持する基台上で水平移動させ、基準ユニットである前記一方のユニットの処理容器に対して位置合わせを行うので、処理容器同士を高い精度で位置合わせすることができる。次いで、前記他方のユニットの処理容器を、基準ユニットである前記一方のユニットの処理容器に対して固定するとともに、前記他方のユニットの処理容器をその処理容器を支持する基台に固定することにより、高い精度でしかも再現性良くユニット同士を連結し、マルチチャンバ型の処理装置を構築できる。
【００１４】
また、請求項６のように、前記他方のユニットの処理容器を前記一方のユニットの処理容器に対して固定する前に、前記いずれか他方のユニットの処理容器とその処理容器を支持する基台に対する垂直方向位置および／または水準を微調整するようにすれば、より高い精度でユニット同士を連結し、マルチチャンバ型の処理装置を組み立てることができる。
【００１５】
【実施例】
以下に添付図面を参照しながら、本発明に基づいて構成される処理装置およびその製造方法の一実施例について詳細に説明する。
【００１６】
図１には、本発明を適用可能なマルチチャンバ型処理装置の概略的な構成が示されている。図示のようにマルチチャンバ型処理装置は、搬送アーム１０２などの搬送装置が設置されるロードロック室１０４を中心にして、図中下方側にロード／アンロード室１０６、図中左右両側に真空処理容器１０８、１１０がゲートバルブＧ１、Ｇ２、Ｇ３を介してそれぞれ連結されている。連結される処理容器として、たとえばエッチング装置やＣＶＤ装置などである。
【００１７】
処理時には、ロード／アンロード室１０６のロード台１０６ａに載置されたカセットから搬送アーム１０２により被処理体が取り出され、ロードロック室１０４を介して、たとえばエッチング装置である真空処理容器１０８内に搬送され、所定のエッチング処理が施される。エッチング終了後に被処理体は搬送アーム１０２により取り出され、ロードロック室１０４を介して、たとえばＣＶＤ装置である真空処理容器１１０内に搬送され、所定の成膜処理が施される。そして成膜終了後に被処理体は搬送アーム１０２により取り出され、ロードロック室１０４を介して、ロード／アンロード室１０６のアンロード台１０６ｂに載置されたカセットに収容される。
【００１８】
そして、本発明は、上記のようなマルチチャンバ型処理装置を組み立てる際に適用可能であり、その詳細については、図２〜図９に関連して後述する。なお図示のマルチチャンバ型処理装置は、ほんの一例であり、本発明はかかる実施例に限定されないことは言うまでもない。これ以外にも、各基台上に支持される任意の数の処理容器を任意の配置構成で連結してマルチチャンバ型処理装置を構築することが可能であり、本発明は、それら全てのマルチチャンバ型処理装置を組み立てる場合に適用可能であると了解される。
【００１９】
図２には、本実施例に基づいて第１の処理ユニット１２０と第２の処理ユニット１２２とを連結する場合の装置構成が示されている。第１の処理ユニット１２０は、たとえばエッチング装置である第１の処理容器１２４と、その第１の処理容器１２４が支持される第１の基台１２６とから主に構成される。第２の処理ユニット１２２は、たとえばロードロック室である第２の処理容器１２８と、その第２の処理容器１２８が支持される第２の基台１３０とから主に構成される。
【００２０】
各基台は、たとえばステンレス製のフレーム部材１３２から構成されている。各基台の底部の四隅には、基台の垂直方向位置および／または水準を調整するアジャスタ１３４が取り付けられている。さらに各基台の底部には、複数のキャスタ１３６が取り付けられており、基台を床面上において自在に移動させることができる。また各基台の連結面には、ボルト孔１３８ａを有する連結板１３８が設置されており、ボルト孔１３８ａ同士を正確に位置決めした後に、ボルト孔１３８ａに不図示のボルトを通して締めることにより、高い精度で基台同士を連結することが可能である。
【００２１】
たとえばエッチング装置として構成される第１の処理容器１２４は、図３および図４に示すように、アルミ製の六面体のチャンバから構成され、その中央部に被処理体、たとえばウェハやＬＣＤ基板などの被処理体１２４ａが載置固定される載置台１２４ｂが設置されている。この載置台１２４ｂには高周波電源１２４ｃより所定の高周波電力を印加することが可能である。処理容器１２４の上部には所定の処理ガスを導入可能なガス供給口１２４ｄが設けられていると共に、処理容器の底部には不図示の排気口が設けられており、処理容器１２４内を所定の圧力に調整することができる。処理時には、所定の処理ガスを導入しながら、下部電極を成す載置台１２４ｃに高周波電力を印加することにより、処理ガスをプラズマ化し、被処理体１２４ａに対して所定のエッチング処理を施すことができる。
【００２２】
このようにして構成される第１の処理ユニット１２０の第１の処理容器１２４の外周四隅には、図２および図４に示すように、張り出し部１４０が設けられており、その張り出し部１４０に対して、その処理容器１２４を第１の基台１２６上で水平面内において自在に移動させることができる水平移動手段１４２が取り付けられている。この水平移動手段１４２の詳細な構成については、図５〜図８に関連して後述する。なお張り出し部１４０は、図５に示すように、略コ字状の断面を有しており、その凹部１４０ａに後述する水平移動手段１４２が固定される。また張り出し部１４０の処理容器１２４側には略Ｌ字状の断面を有した取付部１４０ｂが形成されており、その張り出し端を処理容器１２４の下面にネジ１４０ｃにより取り付けることが可能である。
【００２３】
さらに第１の処理ユニット１２０の第１の処理容器１２４の第２の処理ユニット１２２と接合される面にはゲートバルブ１４３が取り付けられており、第２の処理ユニット１２２の第２の処理容器１２８の対向面に形成される開口部１４４に対して気密に接合することができる。また、第１の処理容器１２４の接合面（ゲートバルブ１４３が取り付けられた面）にはノックピン１４６が形成されており、これらのノックピン１４６を第２の処理容器１２８の上記対向面に形成された受容孔１４８に対して嵌合することにより、第１の処理容器１２４と第２の処理容器１２８とを位置合わせして接合することができる。
【００２４】
次に、図５〜図８を参照しながら、水平移動手段１４２の詳細な構成について説明する。
水平移動手段１４２は、基台１２６の水平方向フレーム１３２ａ上に固定されるベース部２０２と、図８に示すような水平面内において自在に移動可能な自在ベアリング２０４と、自在ベアリング２０４を収容するハウジング２０６とから主に構成されている。ベース部２０２の上面中央部には略矩形平面の凹部２０８が形成されており、たとえばステンレスなどの耐荷重板２０８ａが貼設されている。自在ベアリング２０４は、たとえばステンレス製のボール２０４ａと、ボール受容部２０４ｂと、ピン２０４ｃとから構成されている。ボール２０４ａは、ボール受容部２０４ｂに回転自在に受容されており、自在ベアリング２０４本体は、ピン２０４ｃを適当な受容孔（不図示）に嵌合することにより固定される。ハウジング２０６は、自在ベアリング２０４を受容する受容部２０６ａを備えており、その受容部２０６ａの底面に形成される受容孔（不図示）に上記ピン２０４ｃを嵌合することにより、自在ベアリング２０４を固定することができる。なお、図示の例では、１つのハウジング２０６に対して２つの自在ベアリング２０４が収容され、全体で８つの自在ベアリング２０４により処理装置１２４が支承されているが、処理装置１２４の重量および形状に応じて、ハウジング２０６およびベアリング２０４の数を任意に調整することができることは言うまでもない。
【００２５】
さらに、図６および図７に示すように、ハウジング２０６の長手方向両端側には、ネジ２１８ａが貫通する遊び孔２１８ｂが形成されており、このネジ２１８ａの先端部は上記ベース部２０２に螺合され固定されている。従って、自在ベアリング２０４の水平方向可動領域は、ネジ２１８ａが遊び孔２１８ｂに当接する範囲（すなわち、遊び孔２１８ｂの平面領域）内に限定される。また、ハウジング２０６と自在ベアリング２０４とはネジ２１０により固定されると共に、ハウジング２０６と張り出し部１４０とはネジ２１２により固定される。なおネジ２１２は組立用の仮止め用ネジであり、装置の製造組立後に外すことにより上下位置の調整が可能となる。さらにまた、張り出し部１４０の中央部にはネジ孔２１４が貫設されており、このネジ孔２１４にネジ２１６を螺合することにより、垂直方向アジャスタとして、張り出し部１４０（従って、処理容器１２４）と、ハウジング２０６（従って、水平移動手段１４２）との垂直方向の相対的位置を微調整することができる。
【００２６】
さて、本実施例にかかる水平移動手段１４２は、上述のように構成されているので、処理容器１２４に対して作業員が軽い力を加えるだけ、処理容器１２４を基台１２６に対して水平面内において自在に（ただし、図６に示す遊び孔２０８ｂとネジ２０８ａとの当接する範囲内において）移動させることが可能である。また、調整ネジ２１６の螺合量を調整することにより、水平移動手段１４２に対する処理容器１２４の垂直方向位置を微調整することも可能である。
【００２７】
次に、図９を参照しながら、上記のように構成された本実施例にかかる処理装置の製造手順について簡単に説明する。
まず、図９（Ａ）に示すように、第１処理ユニット１２０と第２処理ユニット１２２とを近接して設置し、基台１２６、１３０同士を接近させる。なお、その際に、一方のユニット（図示の例では、ロードロック室として構成された第２処理ユニット１２２）を、基準ユニットとして、予め基台１３０を床面に固定するとともに、基台１３０に対して処理容器１２８を位置決めし固定しておくことが好ましい。次いで、図９（Ｂ）に示すように、第１および第２の基台１２６、１３０同士を位置決めした後、固定手段１３８、１３８ａにより２つの基台１２６、１３０同士を固定する。なお、第１および第２の基台１２６、１３０同士の位置決めは水平方向および垂直方向に対して行われ、基台同士の位置決め固定が行われた時点で、第１の処理容器１２４と第２の処理容器１２８との大まかな位置決めは設計時の設定により達成できるものとする。
【００２８】
次いで、水平移動手段１４２により第１の処理容器１２４を第２の処理容器１２８に対して正確に位置決めし（必要な場合には、調整ネジ２１６により垂直方向の位置決めも行う）、図９（Ｃ）に示すように、第１の処理容器１２４を第２の処理容器１２８方向に移動させ、第１の処理容器１２４のノックピン１４６を第２の処理容器１２８の受容孔１４８に挿入する。その際に、本実施例によれば、予め基台同士の位置決めが正確に行われており、第１の処理容器１２４を第２の処理容器１２８に対して自在に水平移動（必要な場合には垂直方向への微調整）を行うことができるので、接続箇所に不要な応力が加わることがなく、高い精度で再現性良く、第１および第２の処理ユニット同士を接合することが可能である。そして、最後に第１の処理容器１２４をその基台１２６に固定することにより一連の製造が完了する。
【００２９】
以上添付図面を参照しながら、本発明の一実施例に係る処理装置およびその製造方法について詳細に説明したが、本発明はかかる実施例に限定されず、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範囲内において当業者であれば容易に想到するであろう各種変更および修正についても、本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００３０】
たとえば、上記実施例では、第１処理ユニットがエッチング装置であり、第２処理ユニットがロードロック室であるユニット同士を連結する構成を示したが、連結するユニットとしては、成膜処理装置、アッシング処理装置、スパッタリング処理装置など、その内部チャンバにおいて被処理体に所定の処理を施す処理容器を含む処理ユニットや、ロード／アンロード室、バッファ室、カセット室、搬送室などの被処理体を中継処理する処理容器を含む処理ユニットなどから必要に応じて任意に種類および任意の数の処理ユニットを組み合わせてマルチチャンバ型の処理装置を構築する場合に適用することができる。
【００３１】
また上記実施例では、一方の処理ユニットをすでに位置決めされ固定された基準ユニットとして構成し、他方の処理ユニットのみに水平移動手段を設ける構成を示したが、必ずしも基準ユニットを設定せずに、双方の処理ユニットに水平移動手段を設けて相対移動可能に構成することも可能である。
【００３２】
さらにまた上記実施例では、水平移動手段として水平面内において自在に移動可能な自在ベアリングを採用しているが、本発明によれば、水平移動手段は、支持される処理容器を基台に対して水平移動可能に構成すれば良く、たとえば、水平移動手段を、Ｘ方向軌道およびＹ方向軌道を自在に移動可能なＸ−Ｙ方向ステージとして構成することも可能である。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、水平移動手段により、少なくとも一方のユニットの処理容器をそのユニットの基台上で水平面内において自在に移動させることができるので、連結するユニット同士の基台を固定した後、上記水平移動手段を調整して処理容器同士の位置合わせを行ってから処理容器同士の固定を行うことができるので、従来のように、基台同士の接合部分のずれの応力が処理容器同士の接合部分に加わることがなく、高い精度でしかも再現性良くユニット同士を連結することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用可能なマルチチャンバ型処理装置の概略構成を示す構成図である。
【図２】本発明を適用可能な、第１の処理ユニットと第２の処理ユニットから成る処理装置の概略構成を示す見取図である。
【図３】図２に示す処理装置の第１の処理ユニットの概略構成を示す断面図である。
【図４】図２に示す処理装置の第１の処理ユニットの概略構成を示す平面図である。
【図５】本発明に係る水平移動手段の概略構成を示す正面断面図である。
【図６】図５に示す水平移動手段の概略構成を示す平面図である。
【図７】本発明に係る水平移動手段の概略構成を示す側面断面図である。
【図８】本発明に係る水平移動手段に適用可能な自在ベアリングを示す側面図である。
【図９】本発明に係る第１および第２のの処理ユニットから成る処理装置の製造方法の動作を示す説明図であり、それぞれ、（Ａ）は製造前の状態を示し、（Ｂ）は基台部を固定した状態を示し、（Ｃ）は処理容器も固定した製造完成時の状態を示している。
【符号の説明】
１２０ 第１の処理ユニット
１２２ 第２の処理ユニット
１２４ 第１の処理容器
１２６ 第１の基台
１２８ 第２の処理容器
１３０ 第２の基台
１３８ 連結板
１４２ 水平移動手段
１４３ ゲートバルブ
１４６ ノックピン
１４８ 受容孔

Claims (6)

1. 処理容器とその処理容器を支持する基台とから成る処理ユニットを複数ユニット組み合わせて成る処理装置において、
   第１ユニットの処理容器と第２ユニットの処理容器とを固定する固定手段と、第１ユニットの基台と第２ユニットの基台とを固定する固定手段と、少なくとも一方のユニットの処理容器をそのユニットの基台上で水平面内において自在に移動させる水平移動手段とを備えたことを特徴とする、処理装置。
2. 前記水平移動手段は、処理容器の支持脚に取り付けられた自在ベアリングであることを特徴とする、請求項１に記載の処理装置。
3. 前記水平移動手段は、Ｘ方向軌道およびＹ方向軌道を自在に移動可能なＸ−Ｙ方向ステージであることを特徴とする、請求項１に記載の処理装置。
4. 前記水平移動手段を備えたユニットは、処理容器の基台に対する垂直方向位置および／または水準を微調整するアジャスタを備えていることを特徴とする、請求項１、２または３のいずれかに記載の処理装置。
5. 処理容器とその処理容器を支持する基台とから成る処理ユニットを複数ユニット組み合わせて成る処理装置の製造方法であって、
   第１ユニットの基台と第２ユニットの基台とを位置合わせし固定するとともに、いずれか一方のユニットの処理容器をその処理容器を支持する基台上で位置合わせし固定し、
   次いで、いずれか他方のユニットの処理容器をその処理容器を支持する基台上で水平移動させ前記一方のユニットの処理容器に対して位置合わせし、
   次いで、前記他方のユニットの処理容器を前記一方のユニットの処理容器に対して固定するとともに、前記他方のユニットの処理容器をその処理容器を支持する基台に固定すること、
   から成ることを特徴とする処理装置の製造方法。
6. 前記他方のユニットの処理容器を前記一方のユニットの処理容器に対して固定する前に、前記いずれか他方のユニットの処理容器とその処理容器を支持する基台に対する垂直方向位置および／または水準を微調整する工程を含むことを特徴とする、請求項５に記載の処理装置の製造方法。

Images