JP3671983B2 - Vacuum processing equipment - Google Patents

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JP3671983B2
JP3671983B2 JP28754393A JP28754393A JP3671983B2 JP 3671983 B2 JP3671983 B2 JP 3671983B2 JP 28754393 A JP28754393 A JP 28754393A JP 28754393 A JP28754393 A JP 28754393A JP 3671983 B2 JP3671983 B2 JP 3671983B2
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Description

【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、真空処理装置に関する。
【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種々の装置があり、また装置のタイプとしても枚葉式及びバッチ式のものがある。この種の半導体製造装置は、半導体の高集積化、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、複数の真空処理室を共通の搬送室に接続し、共通の入出力ポートから各真空処理室に搬送する装置も知られている。
【0003】
図6はこのような装置を示す図であり、進退自在及び回転自在な搬送アーム11を備えた搬送室12に複数の真空処理室13及びカセット室14を、搬送アーム11の回転中心に対して放射状に接続して真空処理装置が構成され、半導体ウエハ(以下ウエハという)を例えば25枚収納したウエハカセット10をカセット室14内に搬入し、この中を減圧した後搬送アーム11によりウエハカセット10内のウエハを順次真空処理室13内に搬送し、例えば各真空処理室13内で並行してウエハの処理を行うようにしている。
【0004】
このような装置では、真空処理室とロードロック室とを1対1で接続する場合に比べて、複数の真空処理室に対して搬送アームを共通化しているので構成上有利であり、また各真空処理室で異なる処理を行うように構成し、1枚のウエハについて連続処理を行えば、スループットが向上できるなどの利点もある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような事情のもとになされたものであり、その目的は、真空処理装置において、搬送室内の搬送手段の回転軸の軸受けにおける磁性流体シールなどが不要になり、しかも搬送手段の駆動時におけるパーティクルの飛散を抑えることのできる技術を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明は、真空雰囲気とされる気密構造の搬送室内に設けられ、この搬送室の底部に設けられた回動軸とこの回動軸により水平方向に回動される関節型アームとを備え、真空処理室との間で被処理体を搬送するための搬送手段と、この搬送手段のア−ムを回動させる駆動部を収納すると共に前記回動軸の軸受け部を介して内部空間が前記搬送室内に連通するよう、かつ大気側とは気密に区画されて構成されたケース部と、
前記搬送室内を真空排気するための真空排気手段と、
前記搬送室と前記真空排気手段とを接続する第1の排気管と、
前記ケース部と前記真空排気手段とを接続する第2の排気管と、
前記搬送手段の回動軸の上方付近に設けられ、前記搬送室内に不活性ガスを供給する不活性ガス供給部と、
前記搬送手段の関節部の軸受け部をアーム内及び前記回動軸内を通って前記ケース部の内部空間に連通させる吸引路と、を有してなり、
少なくとも前記搬送手段の搬送動作中には、前記不活性ガス供給部から前記搬送室内に不活性ガスを供給し、この不活性ガスを前記第2の排気管を介して真空排気することを特徴とする真空処理装置である。
【0007】
この発明において、第2の排気管を開閉するバルブは、搬送室内を粗引きする時には開かれ、前記搬送室内が所定の圧力まで減圧された後は前記バルブが閉じられ、当該搬送室内は第1の排気管を介して排気されるようにしてもよい。
また前記搬送手段の回動軸の軸受け部と搬送室との間には例えばラビリンスシールが形成されている。また前記不活性ガス供給部は、例えば不活性ガス供給管の先端部に設けられた焼結体である。搬送手段の被処理体保持部には、例えば樹脂からなる突起部が複数形成されている。
【0008】
【作用】
本発明によれば、搬送手段の駆動部を大気側とは気密に区画されたケース部内に収納しているため回動軸の軸受け部に磁性流体シールが不要になる。そして不活性ガスを搬送室内に供給できるので、ケ−ス部の外から中に向かう気流が形成されるのでパーティクルの飛散をより確実に防止できる。
【0009】
【実施例】
図1及び図2は、夫々本発明の実施例の全体構成を示す一部破断斜視図及び平面図である。図中2は搬送室であり、この搬送室2は、直方体形状に形成された気密構造のチャンバよりなる。この搬送室2には、一方の長辺に沿って2個のウエハの搬出入口31、31が側壁に形成されており、ウエハカセットCが載置される気密構造の2個のカセット室3A、3Bが夫々前記搬出入口31、31を介して搬送室2に気密に接続されている。
【0010】
前記ウエハカセット(以下単にカセットという。)Cは、25枚のウエハを収納する容器であり、カセット室3A、3Bは、この実施例では容器載置部に相当する。カセット室3A、3Bの上部には、カセットCを取り入れ、取り出しできるように前後に開閉自在な蓋部32が形成されると共に、内部には図3に示すように、カセットCを間欠的に昇降させるための昇降機構33が設けられ、また底部には排気管34が接続されている。この排気管34はバルブV1を介して真空ポンプ34a例えばドライポンプに接続されている。
【0011】
更に前記搬送室2には、他方の長辺に沿って2個のウエハの搬出入口41、41が側壁に形成されており、これら搬出入口41、41を介して2個の真空処理室、例えばマグネットを用いたプラズマエッチングを行うための真空処理室4A、4Bが搬送室2に気密に接続されている。またこの例では、搬送室2の短辺側にも真空処理室4Cが搬出入口41を介して気密に接続されている。なおカセット室3A、3Bの各搬出入口31、及び真空処理室4A〜4Cの各搬出入口には、ゲートバルブG(符号共通)が設けられている。
【0012】
前記真空処理室4A(4B、4C)には、図3に示すようにサセプタを兼用する下部電極42、上部電極43が設けられると共に処理ガス供給管44及び排気管45が接続されている。上部電極43の上方には、マグネット収納用の筐体46が真空処理室とは分割されて設けられており、この中には真空処理室4A(4B、4C)内に磁場を形成するマグネット47及び磁場漏洩防止用のマグネット48がモータ49で回転されるように配設されている。
【0013】
前記搬送室2内には、前記カセット室3A、3B及び真空処理室4A〜4C間でウエハWを搬送するための搬送手段5が設けられている。前記搬送手段5は、各々独立して水平方向に回動される3本のアーム51、52、53を備えた多関節型搬送アームよりなり、下段のアーム51は、図4に示すように搬送室の下部に設けられた駆動部6より伸びる回動軸61に取り付けられている。搬送室2の底面部には、アーム51の取り付け用の穴が形成されており、この穴を覆うようにフランジ部62が前記底面部に対して着脱自在に設けられている。
【0014】
前記フランジ部62の中央部には下方側に伸びる円筒部63が形成され、この円筒部63の内壁と回動軸61との間には、軸受け部64が介装されている。また前記フランジ部62の下方側には、気密構造の円筒状のケース部65が取り付けられ、ケース部65内の空間は大気側と気密に区画されている。
【0015】
前記駆動部6は、前記3本のアーム51〜53に対応して3個の駆動モータを備えており、また前記回動軸61の内部には、上段及び中段のアーム52、53を夫々独立して駆動するための回動軸(図示せず)が設けられている。そして上段及び中段のアーム52、53の間には、上段のアーム53を回動させる回動軸53a及び軸受け部53bが設けられると共に、中段及び下段のアーム51、52の間には、上段のアーム53用の回動軸(図示せず)を内蔵した、中段のアーム52を回動させる回動軸52a及び軸受け部52bが設けられている。中段及び下段のアーム51、52の内部には、駆動部6の駆動により上段及び中段のアーム52、53が独立して駆動されるようにベルトやプーリなどの伝達機構が組み込まれていると共に、関節部の軸受け部52b、53bで発生したパーティクルを吸引するための吸引路(点線で示す)54が形成され、この吸引路54は、前記回動軸61内を通ってケース部65の内部空間に開口している。
【0016】
前記ケース部65には、排気管36が接続され、この排気管36は、バルブV2を介して前記真空ポンプ35例えばターボ分子ポンプに接続されている。従ってバルブV2を開くと、ケース部65の内部空間が真空排気され、これにより各軸受け部64、52b、53bで発生したパーティクルがケース部65の内部空間を介して排気管36内に排出されることとなる。更に前記軸受け部64と搬送室2内との間にはラビリンス(迷路)シールが形成されている。即ち回動軸64と円筒部63とは、これらの間の間隙が入り込んだ形状となるように構成されている。
【0017】
前記上段のアーム53のウエハ保持部には、例えばウエハを安定して保持できる3個所の位置に、摩擦によりパーティクルの発生しにくい材質例えばフッ素樹脂よりなる突起部55が設けられており、このように構成すればウエハをアーム53に保持したときにウエハの位置ずれを防止でき、ウエハ自身のダメージもない。
【0018】
前記搬送室2には排気管21が接続されており、この排気管21はバルブV3を介して前記真空ポンプ35に接続されている。また前記搬送室2内には、ウエハを一時的に載置するための昇降自在なバッファステージ22と、ウエハのオリエンテーションフラット(以下「オリフラ」という。)の向き及び中心位置を合わせるための位置合わせ機構7とが配置されている(図1及び図2参照)。この位置合わせ機構7は、X、Y、Z及びθ方向に移動可能な回転ステージ71、及びウエハの周縁部を光学的に検出する発受光部72などを備えている。
【0019】
また前記搬送室2内には、図1及び図2に示すように不活性ガス例えば窒素ガスを供給するための不活性ガス供給管23が前記下段のアーム51の回動中心付近の上方位置まで延び出して配管されており、この不活性ガス供給管23の先端部には,例えば焼結金属よりなる不活性ガス供給部24が形成されている。前記不活性ガス供給管23の基端側は例えば窒素ガス供給源25に接続されている。
【0020】
次に上述実施例の作用について述べる。先ずゲートバルブGを閉じて搬送室2及び真空処理室4A〜4C内を夫々真空排気する。搬送室2内の真空排気初期時(粗引き時)には、バルブV2を開いて真空ポンプ35により排気管36を介してケース部65内を真空排気すると共に、不活性ガス供給管23より不活性ガス供給部24を介して不活性ガス例えば窒素ガスを搬送室2内に供給する。これにより搬送室2内の気体が排気管21からの経路に加えて、回転軸61の軸受け部64→ケース部65→排気管36の経路、及び搬送手段5の関節部の軸受け部52b、53b→吸引路54→ケース部65→排気管36の経路で排気される。そして搬送室2内がある程度減圧された後バルブV2を閉じ、その後は排気管21を通じて例えば50〜900mTorrの真空度まで減圧する。
【0021】
一方カセット室3A、3Bの蓋32を開き、被処理体であるウエハWを25枚収納した容器としてのカセットCをウエハWが水平になる姿勢で例えば一方のカセット室3A(搬入用カセット室3A)内の昇降機構33上に例えばオペレータにより載置すると共に、他方のカセット室3B(搬出用カセット室3B)内に空のカセットCを載置し、蓋32を閉じてカセット室3A、3B内を搬送室2内と同じ程度の真空度まで真空排気した後、カセット室3A、3BのゲートバルブGを開く。次いで搬送手段5のアーム51が搬出入口31を介してカセット室3AのカセットC内に進入し、ウエハWを受け取る。この場合昇降機構33を間欠的に降下させてカセットCから1枚づつウエハWから搬出され、ウエハWは、アーム53の先端部の保持部の3つの突起部54により保持される。
【0022】
アーム53はカセットCから受け取ったウエハWを位置合わせ機構7の回転ステージ71上に載置して、例えば発受光部72によりウエハWの周縁を検出し、その結果にもとづき回転ステージ71を動かしてウエハWのオリフラの向き及び中心の位置合わせを行う。続いてこのウエハWを搬送手段5により搬出入口41を介して例えば真空処理室4A内に搬入する。真空処理室4A内では、サセプタ42に組み合わされた図示しない昇降ピンの昇降動作を介してウエハがサセプタ42上に載置され、サセプタ42及び上部電極43間の高周波電力とマグネット47の磁場とのエネルギーにより得られたプラズマによってエッチングされる。
【0023】
カセットC内のウエハWは、上述のような搬送工程により例えば各真空処理室3A〜3Cに分配され、並行して真空処理、例えばプラズマエッチングが行われる。処理済みのウエハWは搬送手段5により例えば他方のカセット室3BのカセットC内に受け渡されるが、次に処理されるべきウエハWは、真空処理室3A〜3Cで処理が行われている間に位置合わせを行ってバッファステージ22上で待機している。
【0024】
そして搬送手段5が駆動されている間はバルブV2を開いてケース部65内を真空排気して既述のように軸受け部64、52b、53bより吸引すると共に不活性ガス供給部24より例えば窒素ガスを搬送室2内に供給する。この不活性ガス供給部24は搬送手段5の回転軸61の上方付近にあるため、前記窒素ガスは主として軸受け部64、52b、53bより既述の経路でケース部65内に流れ込む。
【0025】
上述の実施例によれば、搬送室2内に、各々独立して水平に移動自在な3本のアーム51〜53を備えた多関節型搬送アームよりなる搬送手段5を設けているため、搬送手段5の水平姿勢のとり得る自由度が大きく、アーム51〜53によるウエハの搬送経路をアームのストローク範囲内であれば自由に選択できる。従って真空処理室4A〜4Cの夫々の搬出入口41及びカセット室3A、3Bの夫々の搬出入口31の向きと搬送手段5との位置関係の自由度が大きいので、搬送室2を直方体形状に形成し、その一辺に沿って真空処理室4A、4Bの搬出入口41、41を並べると共に、カセット室3A、3Bの搬出入口31、31を並べることができる。このことは換言すれば、搬送室2の形状、真空処理室4A〜4C及びカセット室3A、3Bの配置のレイアウトの自由度が大きいことであり、四角形の搬送室2の周りに上述のように真空処理室4A〜4C及びカセット室3A、3Bを配置することにより、搬送手段の回転中心に対して放射状に真空処理室やカセット室を放射状に並べていた場合に比べて、装置の配置スペースが狭くて済み、複数の真空処理室を組み合わせた装置を高価なクリーンルーム内に設置するにあたって非常に有効である。更に各室の配置のレイアウトの自由度が大きいことから搬送距離を短くすることもできるため、スループットの向上が図れる。
【0026】
また搬送手段5の駆動部6をなす駆動モータを大気側とは気密に区画されたケース部65内に収納しているので回動軸61の軸受け部64として磁性流体シールなどが不要になる。そして搬送手段5の軸受け部64、52b、53bを掃気し、しかも搬送手段2の上方近傍から不活性ガスを供給して各軸受け部64、52b、53bの外から内へ気流を形成しかつラビリンスシールを形成しているため、搬送手段5の駆動に伴って軸受け部から発生したパーティクルの搬送室2内への飛散を防止することができ、微細パターン化する半導体デバイスの製造装置として極めて有効である。なお不活性ガスとして用いるガスは窒素ガスに限らずアルゴンガスやヘリウムガスなどであってもよい。
【0027】
そしてまた搬送室2内にバッファステージ22を設ければ、次のウエハを位置合わせを終えてここに待機させておくことができるなど搬送の効率化を図ることができ、スループットが向上する。この場合搬送中のウエハとバッファステージ22上のウエハとが高さ方向に干渉しないようにバッファステージ22を上昇あるいは下降させるようにすれば、真空処理室からカセットCへウエハを搬送する搬送路の近くにバッファステージ22を設けることができる。なお位置合わせ機構7を2個用意してこれらをバッファステージとして兼用させるようにしてもよい。
【0028】
更にまた本発明では、上述の実施例の配置のレイアウトに限らず、例えば図5に示すように平面形状が長方形の搬送室2の相対向する長辺に2個づつ真空処理室4A〜4Dを並べると共に相対向する短辺に1個づつカセット室3A、3Bを並べるなどのレイアウトを採用することもできる。
【0029】
以上において上述の実施例ではカセット室3A、3Bが請求項1の発明の予備真空室に相当するものであるが、この予備真空室としてはカセット室に限らず、1枚だけのウエハを載置するためのロードロック室や、搬送手段を備えた別の搬送室であってもよい。そして真空処理室としてはマグネットを用いたエッチングを行う処理室に限らず、プラズマCVD、熱CVD、アッシング、スパッタリングなどを行う真空処理室であってもよいし、各真空処理室にて別々の真空処理を行うようにしてもよい。なお被処理体としてはウエハに限らずLCD基板などであってもよい。
【0030】
【発明の効果】
本発明によれば、磁性流体シ−ルが不要になり、搬送室内へのパーティクルの飛散を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例の全体構成を示す一部破断斜視図である。
【図2】本発明の実施例の全体構成を示す平面図である。
【図3】本発明の実施例の全体構成を示す断面図である。
【図4】搬送手段及びその駆動部を示す縦断側面図である。
【図5】本発明の他の実施例を示す平面図である。
【図6】従来の真空処理装置を示す平面図である。
【符号の説明】
2 搬送室
24 不活性ガス供給部
3A、3B カセット室
31、41 搬出入口
35 真空ポンプ
4A〜4C 真空処理室
5 搬送手段
51〜53 アーム
52a、53a、63 回転軸
52b、53b、64 軸受け部
6 駆動部
65 ケース部
[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a vacuum processing apparatus.
[0002]
[Prior art]
Among vacuum processing apparatuses for manufacturing semiconductors, there are various apparatuses such as etching, film forming process, ashing, and sputtering, and there are single wafer type and batch type apparatuses. This type of semiconductor manufacturing apparatus has been devised and improved in order to cope with high integration and high throughput of semiconductors. For example, for a single wafer type vacuum processing apparatus, a plurality of vacuum processing chambers are shared by a common transfer chamber. There is also known an apparatus that is connected to each other and transported from a common input / output port to each vacuum processing chamber.
[0003]
FIG. 6 is a view showing such an apparatus. A plurality of vacuum processing chambers 13 and cassette chambers 14 are arranged in a transfer chamber 12 having a transfer arm 11 that can be moved forward and backward and rotated with respect to the rotation center of the transfer arm 11. A vacuum processing apparatus is configured by connecting in a radial pattern. A wafer cassette 10 containing, for example, 25 semiconductor wafers (hereinafter referred to as wafers) is loaded into the cassette chamber 14, and the wafer cassette 10 is decompressed by the transfer arm 11. The wafers inside are sequentially transferred into the vacuum processing chambers 13 and, for example, the wafers are processed in parallel in the respective vacuum processing chambers 13.
[0004]
In such an apparatus, compared with the case where the vacuum processing chamber and the load lock chamber are connected one-to-one, the transfer arm is shared by a plurality of vacuum processing chambers. If different processes are performed in the vacuum processing chamber and continuous processing is performed on one wafer, there is an advantage that throughput can be improved.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made under such circumstances, and an object of the present invention is to eliminate the need for a magnetic fluid seal or the like at the bearing of the rotary shaft of the transfer means in the transfer chamber in the vacuum processing apparatus. It is an object of the present invention to provide a technique capable of suppressing the scattering of particles during driving.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to claim 1, provided in the transfer chamber of the airtight structure which is a vacuum atmosphere, an articulated arm which is pivoted in a horizontal direction as the rotation shaft provided in the bottom of the transfer chamber by the rotation shaft through a bearing portion of the pivot shaft while accommodating a drive unit for rotating the arm - with bets, and conveying means for conveying the object to be processed with the vacuum processing chamber, a of the conveying means A case portion configured such that an internal space communicates with the transfer chamber and is airtightly partitioned from the atmosphere side;
Evacuation means for evacuating the transfer chamber;
A first exhaust pipe connecting the transfer chamber and the vacuum exhaust means;
A second exhaust pipe connecting the case portion and the vacuum exhaust means;
An inert gas supply unit that is provided near the upper part of the rotation shaft of the transfer means and supplies an inert gas into the transfer chamber;
A suction path that allows the bearing portion of the joint portion of the transport means to communicate with the internal space of the case portion through the arm and the rotation shaft ,
At least during the transfer operation of the transfer means, an inert gas is supplied from the inert gas supply unit into the transfer chamber, and the inert gas is evacuated through the second exhaust pipe. A vacuum processing apparatus.
[0007]
In the present invention, the valve that opens and closes the second exhaust pipe is opened when the transfer chamber is roughly drawn, and the valve is closed after the transfer chamber is depressurized to a predetermined pressure. The air may be exhausted through the exhaust pipe.
Further, for example, a labyrinth seal is formed between the bearing portion of the rotation shaft of the transfer means and the transfer chamber. Moreover, the said inert gas supply part is a sintered compact provided, for example in the front-end | tip part of the inert gas supply pipe | tube. A plurality of projections made of, for example, resin are formed on the target object holding portion of the conveying means.
[0008]
[Action]
According to the present invention , since the drive unit of the conveying means is housed in the case part that is airtightly separated from the atmosphere side, a magnetic fluid seal is not required in the bearing part of the rotating shaft. And since an inert gas can be supplied in a conveyance chamber, since the airflow which goes to the inside from the outside of a case part is formed, scattering of a particle can be prevented more reliably.
[0009]
【Example】
FIG. 1 and FIG. 2 are a partially broken perspective view and a plan view showing the overall configuration of the embodiment of the present invention, respectively. In the figure, reference numeral 2 denotes a transfer chamber, and the transfer chamber 2 is composed of a chamber having an airtight structure formed in a rectangular parallelepiped shape. In the transfer chamber 2, two wafer loading / unloading ports 31, 31 are formed on the side wall along one long side, and two cassette chambers 3 A having an airtight structure in which the wafer cassette C is placed, 3B is airtightly connected to the transfer chamber 2 through the carry-in / out entrances 31 and 31, respectively.
[0010]
The wafer cassette (hereinafter simply referred to as a cassette) C is a container for storing 25 wafers, and the cassette chambers 3A and 3B correspond to a container mounting portion in this embodiment. In the upper part of the cassette chambers 3A and 3B, a lid 32 that can be opened and closed freely is formed so that the cassette C can be taken in and out, and the cassette C is raised and lowered intermittently as shown in FIG. An elevating mechanism 33 is provided, and an exhaust pipe 34 is connected to the bottom. The exhaust pipe 34 is connected to a vacuum pump 34a such as a dry pump via a valve V1.
[0011]
Further, in the transfer chamber 2, two wafer transfer ports 41 and 41 are formed on the side wall along the other long side, and two vacuum processing chambers such as, for example, Vacuum processing chambers 4 </ b> A and 4 </ b> B for performing plasma etching using a magnet are hermetically connected to the transfer chamber 2. In this example, the vacuum processing chamber 4 </ b> C is also airtightly connected to the short side of the transfer chamber 2 via the carry-in / out port 41. Note that gate valves G (common reference numerals) are provided at the respective loading / unloading ports 31 of the cassette chambers 3A and 3B and the loading / unloading ports of the vacuum chambers 4A to 4C.
[0012]
As shown in FIG. 3, the vacuum processing chamber 4A (4B, 4C) is provided with a lower electrode 42 and an upper electrode 43 that also serve as a susceptor, and a processing gas supply pipe 44 and an exhaust pipe 45 are connected thereto. Above the upper electrode 43, a magnet housing case 46 is provided separately from the vacuum processing chamber, in which a magnet 47 that forms a magnetic field in the vacuum processing chamber 4A (4B, 4C). A magnet 48 for preventing magnetic field leakage is disposed so as to be rotated by a motor 49.
[0013]
In the transfer chamber 2, transfer means 5 for transferring the wafer W between the cassette chambers 3 </ b> A, 3 </ b> B and the vacuum processing chambers 4 </ b> A to 4 </ b> C is provided. The transport means 5 comprises an articulated transport arm having three arms 51, 52 and 53 that are independently rotated in the horizontal direction. The lower arm 51 is transported as shown in FIG. It is attached to a rotating shaft 61 extending from a drive unit 6 provided at the lower part of the chamber. A hole for attaching the arm 51 is formed in the bottom surface portion of the transfer chamber 2, and a flange portion 62 is detachably provided on the bottom surface portion so as to cover the hole.
[0014]
A cylindrical portion 63 extending downward is formed at the center of the flange portion 62, and a bearing portion 64 is interposed between the inner wall of the cylindrical portion 63 and the rotating shaft 61. A cylindrical case portion 65 having an airtight structure is attached to the lower side of the flange portion 62, and a space in the case portion 65 is partitioned airtightly from the atmosphere side.
[0015]
The drive unit 6 includes three drive motors corresponding to the three arms 51 to 53, and upper and middle arms 52 and 53 are independently provided in the rotation shaft 61. And a rotation shaft (not shown) for driving. Between the upper and middle arms 52 and 53, there are provided a rotation shaft 53a and a bearing portion 53b for rotating the upper arm 53, and between the middle and lower arms 51 and 52, the upper arm 53 and 53 are provided. A rotation shaft 52a and a bearing portion 52b for rotating the middle-stage arm 52, which incorporates a rotation shaft (not shown) for the arm 53, are provided. Inside the middle and lower arms 51 and 52, a transmission mechanism such as a belt and a pulley is incorporated so that the upper and middle arms 52 and 53 are independently driven by the drive of the drive unit 6. A suction path (indicated by a dotted line) 54 for sucking particles generated in the bearing parts 52 b and 53 b of the joint part is formed. The suction path 54 passes through the rotation shaft 61 and is an internal space of the case part 65. Is open.
[0016]
An exhaust pipe 36 is connected to the case portion 65, and the exhaust pipe 36 is connected to the vacuum pump 35 such as a turbo molecular pump via a valve V2. Therefore, when the valve V2 is opened, the internal space of the case portion 65 is evacuated, whereby particles generated in the bearing portions 64, 52b, and 53b are discharged into the exhaust pipe 36 through the internal space of the case portion 65. It will be. Further, a labyrinth (maze) seal is formed between the bearing portion 64 and the inside of the transfer chamber 2. That is, the rotation shaft 64 and the cylindrical portion 63 are configured to have a shape with a gap between them.
[0017]
The wafer holding portion of the upper arm 53 is provided with projections 55 made of a material that hardly generates particles due to friction, such as fluororesin, at three positions where the wafer can be stably held, for example. With this configuration, the wafer can be prevented from being displaced when the wafer is held on the arm 53, and the wafer itself is not damaged.
[0018]
An exhaust pipe 21 is connected to the transfer chamber 2, and the exhaust pipe 21 is connected to the vacuum pump 35 via a valve V3. In the transfer chamber 2, a vertically movable buffer stage 22 for temporarily placing a wafer and an alignment for aligning the orientation and center position of an orientation flat (hereinafter referred to as “orientation flat”) of the wafer. A mechanism 7 is arranged (see FIGS. 1 and 2). The alignment mechanism 7 includes a rotary stage 71 that can move in the X, Y, Z, and θ directions, a light emitting / receiving unit 72 that optically detects the peripheral portion of the wafer, and the like.
[0019]
In addition, an inert gas supply pipe 23 for supplying an inert gas such as nitrogen gas is provided in the transfer chamber 2 as shown in FIGS. 1 and 2 to an upper position near the rotation center of the lower arm 51. An inert gas supply section 24 made of, for example, a sintered metal is formed at the tip of the inert gas supply pipe 23. The base end side of the inert gas supply pipe 23 is connected to, for example, a nitrogen gas supply source 25.
[0020]
Next, the operation of the above embodiment will be described. First, the gate valve G is closed, and the inside of the transfer chamber 2 and the vacuum processing chambers 4A to 4C is evacuated. At the initial stage of evacuation in the transfer chamber 2 (during rough evacuation), the valve V2 is opened, and the inside of the case portion 65 is evacuated by the vacuum pump 35 through the exhaust pipe 36, and is discharged from the inert gas supply pipe 23. An inert gas such as nitrogen gas is supplied into the transfer chamber 2 through the active gas supply unit 24. As a result, the gas in the transfer chamber 2 is added to the path from the exhaust pipe 21, the path of the bearing part 64 of the rotating shaft 61 → the case part 65 → the path of the exhaust pipe 36, and the bearing parts 52 b and 53 b of the joint part of the transfer means 5. → Exhaust through the suction path 54 → case portion 65 → exhaust pipe 36. Then, after the pressure in the transfer chamber 2 is reduced to some extent, the valve V2 is closed, and thereafter, the pressure is reduced through the exhaust pipe 21 to, for example, a vacuum degree of 50 to 900 mTorr.
[0021]
On the other hand, the lid 32 of the cassette chambers 3A and 3B is opened, and the cassette C as a container containing 25 wafers W to be processed is placed in a posture in which the wafer W is horizontal, for example, one cassette chamber 3A (loading cassette chamber 3A). ) Is placed on the lifting mechanism 33 in the inside by an operator, for example, and an empty cassette C is placed in the other cassette chamber 3B (unloading cassette chamber 3B), the lid 32 is closed, and the cassette chambers 3A and 3B are closed. Is evacuated to the same degree of vacuum as in the transfer chamber 2, and then the gate valves G of the cassette chambers 3A and 3B are opened. Next, the arm 51 of the transfer means 5 enters the cassette C in the cassette chamber 3 </ b> A via the transfer port 31 and receives the wafer W. In this case, the elevating mechanism 33 is intermittently lowered to carry out the wafer W from the cassette C one by one, and the wafer W is held by the three protrusions 54 of the holding portion at the tip of the arm 53.
[0022]
The arm 53 places the wafer W received from the cassette C on the rotary stage 71 of the alignment mechanism 7, detects the peripheral edge of the wafer W by, for example, the light emitting / receiving unit 72, and moves the rotary stage 71 based on the result. The orientation of the orientation flat and the center of the wafer W are aligned. Subsequently, the wafer W is loaded into the vacuum processing chamber 4 </ b> A through the loading / unloading port 41 by the transfer unit 5. In the vacuum processing chamber 4A, a wafer is placed on the susceptor 42 through an elevating operation of an unillustrated elevating pin combined with the susceptor 42, and the high frequency power between the susceptor 42 and the upper electrode 43 and the magnetic field of the magnet 47 are changed. Etching is performed by plasma obtained by energy.
[0023]
The wafers W in the cassette C are distributed to, for example, the vacuum processing chambers 3A to 3C by the transfer process as described above, and vacuum processing, for example, plasma etching is performed in parallel. The processed wafer W is transferred, for example, into the cassette C of the other cassette chamber 3B by the transfer means 5, but the wafer W to be processed next is processed in the vacuum processing chambers 3A to 3C. Is aligned and waiting on the buffer stage 22.
[0024]
While the conveying means 5 is being driven, the valve V2 is opened to evacuate the inside of the case portion 65, and the suction is sucked from the bearing portions 64, 52b, 53b as described above, and from the inert gas supply portion 24, for example, nitrogen Gas is supplied into the transfer chamber 2. Since the inert gas supply unit 24 is in the vicinity of the upper part of the rotating shaft 61 of the conveying means 5, the nitrogen gas mainly flows into the case unit 65 from the bearing units 64, 52b, and 53b through the above-described path.
[0025]
According to the above-described embodiment, since the transfer means 5 including the articulated transfer arm provided with the three arms 51 to 53 that are each independently movable in the horizontal direction is provided in the transfer chamber 2. The degree of freedom that the horizontal posture of the means 5 can take is great, and the wafer transfer path by the arms 51 to 53 can be freely selected as long as it is within the stroke range of the arm. Therefore, since the degree of freedom in the positional relationship between the direction of the carry-in / out entrance 41 of each of the vacuum processing chambers 4A to 4C and the carry-in / out entrance 31 of the cassette chambers 3A and 3B and the carrying means 5 is large, the carrying chamber 2 is formed in a rectangular parallelepiped shape. Then, along the one side, the inlet / outlet ports 41, 41 of the vacuum processing chambers 4A, 4B can be arranged, and the inlet / outlet ports 31, 31 of the cassette chambers 3A, 3B can be arranged. In other words, the degree of freedom of the layout of the transfer chamber 2 and the layout of the vacuum processing chambers 4A to 4C and the cassette chambers 3A and 3B is large. As described above around the rectangular transfer chamber 2 By arranging the vacuum processing chambers 4A to 4C and the cassette chambers 3A and 3B, the arrangement space of the apparatus is narrower than the case where the vacuum processing chambers and the cassette chambers are arranged radially with respect to the rotation center of the transfer means. This is very effective in installing an apparatus combining a plurality of vacuum processing chambers in an expensive clean room. Furthermore, since the degree of freedom in layout of each room is large, the transport distance can be shortened, so that the throughput can be improved.
[0026]
In addition, since the drive motor that forms the drive unit 6 of the transport unit 5 is housed in the case unit 65 that is airtightly separated from the atmosphere side, a magnetic fluid seal or the like is not required as the bearing unit 64 of the rotating shaft 61. Then, the bearings 64, 52b and 53b of the conveying means 5 are scavenged, and an inert gas is supplied from the upper vicinity of the conveying means 2 to form an air flow from the outside to the inside of each of the bearing parts 64, 52b and 53b and a labyrinth. Since the seal is formed, it is possible to prevent the particles generated from the bearing portion from being driven into the transfer chamber 2 as the transfer means 5 is driven, and it is extremely effective as a manufacturing apparatus for a semiconductor device to be finely patterned. is there. The gas used as the inert gas is not limited to nitrogen gas but may be argon gas or helium gas.
[0027]
Further, if the buffer stage 22 is provided in the transfer chamber 2, the transfer efficiency can be improved, for example, the next wafer can be aligned and kept waiting, and the throughput is improved. In this case, if the buffer stage 22 is raised or lowered so that the wafer being transferred and the wafer on the buffer stage 22 do not interfere with each other in the height direction, the transfer path for transferring the wafer from the vacuum processing chamber to the cassette C will be described. A buffer stage 22 can be provided nearby. Two alignment mechanisms 7 may be prepared and used as buffer stages.
[0028]
Furthermore, in the present invention, the vacuum processing chambers 4A to 4D are not limited to the layout according to the above-described embodiment, but two vacuum processing chambers 4A to 4D are provided on the opposite long sides of the transfer chamber 2 having a rectangular planar shape as shown in FIG. It is also possible to adopt a layout in which the cassette chambers 3A and 3B are arranged one by one on the short sides facing each other.
[0029]
In the above-described embodiment, the cassette chambers 3A and 3B correspond to the preliminary vacuum chamber of the first aspect of the invention. However, the preliminary vacuum chamber is not limited to the cassette chamber, and only one wafer is placed. It may be a load lock chamber for carrying out or another transfer chamber provided with transfer means. The vacuum processing chamber is not limited to a processing chamber that performs etching using a magnet, but may be a vacuum processing chamber that performs plasma CVD, thermal CVD, ashing, sputtering, or the like, or a separate vacuum in each vacuum processing chamber. Processing may be performed. The object to be processed is not limited to a wafer but may be an LCD substrate.
[0030]
【The invention's effect】
According to the present invention, a magnetic fluid seal is not required, and scattering of particles into the transfer chamber can be prevented.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partially broken perspective view showing an overall configuration of an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a plan view showing an overall configuration of an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing an overall configuration of an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a longitudinal sectional side view showing a conveying unit and a driving unit thereof.
FIG. 5 is a plan view showing another embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a plan view showing a conventional vacuum processing apparatus.
[Explanation of symbols]
2 Transfer chamber 24 Inert gas supply unit 3A, 3B Cassette chamber 31, 41 Unloading / inlet port 35 Vacuum pumps 4A-4C Vacuum processing chamber 5 Transfer means 51-53 Arms 52a, 53a, 63 Rotary shafts 52b, 53b, 64 Bearing unit 6 Drive unit 65 Case unit

Claims (5)

真空雰囲気とされる気密構造の搬送室内に設けられ、この搬送室の底部に設けられた回動軸とこの回動軸により水平方向に回動される関節型アームとを備え、真空処理室との間で被処理体を搬送するための搬送手段と、
この搬送手段のア−ムを回動させる駆動部を収納すると共に前記回動軸の軸受け部を介して内部空間が前記搬送室内に連通するよう、かつ大気側とは気密に区画されて構成されたケース部と、
前記搬送室内を真空排気するための真空排気手段と、
前記搬送室と前記真空排気手段とを接続する第1の排気管と、
前記ケース部と前記真空排気手段とを接続する第2の排気管と、
前記搬送手段の回動軸の上方付近に設けられ、前記搬送室内に不活性ガスを供給する不活性ガス供給部と、
前記搬送手段の関節部の軸受け部をアーム内及び前記回動軸内を通って前記ケース部の内部空間に連通させる吸引路と、を有してなり、
少なくとも前記搬送手段の搬送動作中には、前記不活性ガス供給部から前記搬送室内に不活性ガスを供給し、この不活性ガスを前記第2の排気管を介して真空排気することを特徴とする真空処理装置。
It provided in the transfer chamber of the airtight structure which is a vacuum atmosphere, and an articulated arm which is pivoted in a horizontal direction as the rotation shaft provided in the bottom of the transfer chamber by the rotation shaft, vacuum processing chamber and conveying means for conveying the object to be processed with the,
A of the transport means - as the inner space through the bearing portion of the pivot shaft while accommodating a drive unit for rotating the arm is in communication with the transfer chamber and the atmosphere side is constructed is partitioned into airtight The case part,
Evacuation means for evacuating the transfer chamber;
A first exhaust pipe connecting the transfer chamber and the vacuum exhaust means;
A second exhaust pipe connecting the case portion and the vacuum exhaust means;
An inert gas supply unit that is provided near the upper part of the rotation shaft of the transfer means and supplies an inert gas into the transfer chamber;
A suction path that allows the bearing portion of the joint portion of the transport means to communicate with the internal space of the case portion through the arm and the rotation shaft ,
At least during the transfer operation of the transfer means, an inert gas is supplied from the inert gas supply unit into the transfer chamber, and the inert gas is evacuated through the second exhaust pipe. Vacuum processing equipment.
第2の排気管を開閉するバルブは、搬送室内を粗引きする時には開かれ、前記搬送室内が所定の圧力まで減圧された後は前記バルブが閉じられ、当該搬送室内は第1の排気管を介して排気されることを特徴とする請求項1記載の真空処理装置。 A valve that opens and closes the second exhaust pipe is opened when roughing the transfer chamber, and after the pressure in the transfer chamber is reduced to a predetermined pressure, the valve is closed. the vacuum processing apparatus according to claim 1, characterized in that it is exhausted through. 前記搬送手段の回動軸の軸受け部と搬送室との間にはラビリンスシールが形成されていることを特徴とする請求項1または2記載の真空処理装置。The vacuum processing apparatus according to claim 1, wherein a labyrinth seal is formed between a bearing portion of the rotation shaft of the transport unit and the transport chamber. 前記不活性ガス供給部は、不活性ガス供給管の先端部に設けられた焼結体であることを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の真空処理装置。The vacuum processing apparatus according to claim 1, wherein the inert gas supply unit is a sintered body provided at a distal end portion of an inert gas supply pipe. 搬送手段の被処理体保持部には、樹脂からなる突起部が複数形成されていることを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載の真空処理装置。The vacuum processing apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein a plurality of protrusions made of resin are formed on the target object holding portion of the conveying means.
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