JP4014059B2 - 枚葉式真空処理装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は枚葉式真空処理装置に関するものであり、更に詳しくは、基板の処理能力が増大された枚葉式真空処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
真空処理装置には、多数枚のウェーハを単位として、直列に接続された複数の真空処理室をトレイによって搬送し処理するインライン方式真空処理装置と、多角筒形状の搬送室の側壁面に複数の真空処理室を配置してウェーハを１枚ずつ処理する比較的新しい枚葉式真空処理装置とがある。これまであまり問題にならなかったプロセスのダスト汚染であっても、ウェーハ中における１個の半導体素子の面積が大きくなると素子の歩留りを大幅に低下させるので、最近ではウェーハを１枚ずつ処理する枚葉式真空処理装置が使用されるようになっている。
【０００３】
図６は従来例の枚葉式真空処理装置２を概念的に示す平面図である。平面図で正八角形の形状を有する搬送室８０の各側壁面に１対１の対応で箱形状を有する仕込・取出室８１、仕込・取出室８３のほかに、加熱または冷却室８２、第１成膜室８４、第２成膜室８５等の真空処理室がそれぞれのゲートバルブ８１ｇ、８２ｇ、８３ｇ、８４ｇ、８５ｇを介して配設されている。また仕込・取出室８１、８３にはゲートバルブ８１ｇ、８３ｇと対向する側に大気側との間を開閉するゲートバルブ８１ａ、８３ａが設けられている。そしてこれらの各室８１〜８５、および中央の搬送室８０は何れも独立して真空排気することが可能となっている。また、ウェーハＷは搬送室８０の中心部に設置した真空側搬送ロボット９１のハンド９３に載せて各室間を搬送され、仕込・取出室８１、８３を除く各室内で真空処理される。なお、上記の第１成膜室８４、第２成膜室８５以外に、搬送室８０の外周壁面に、一点鎖線で示すように、他の真空処理室を配設することができる。
【０００４】
上記において、仕込・取出室８１、８３とは、ウェーハＷの仕込みにも、取り出しにも使用可能な室であり、一方をウェーハＷの仕込み専用、他方をウェーハＷの取り出し専用とすることもできる。加熱または冷却室８２、例えば加熱室８２は成膜前のウェーハＷを加熱する室であり、加熱室とする代わりに成膜直後の温度上昇しているウェーハＷを冷却する冷却室８２とすることもできる。また、第１成膜室８４、第２成膜室８５は、例えば同一内容のスパッタリングが重ねて施されたり、成膜材料の異なるスパッタリングが行なわれたり、またスパッタリング、ＣＶＤなど異なる成膜方法が行なわれたりする。
【０００５】
この従来例の枚葉式真空処理装置２によってウェーハＷに成膜を行なう場合のプロセスの一例を挙げると、仕込・取出室８１のゲートバルブ８１ｇを閉じたままゲートバルブ８１ａを開けて仕込・取出室８１を大気開放し、図示しない大気側搬送ロボットによって１枚のウェーハＷを仕込・取出室８１へ挿入した後、ゲートバルブ８１ａを閉じて仕込・取出室８１を所定の真空度まで真空排気してからゲートバルブ８１ｇを開けて、仕込・取出室８１と搬送室８０とを連通させる。次いで、搬送室８０の中央部に設置されている真空側搬送ロボット９１によって仕込・取出室８１からウェーハＷを取り出し、ゲートバルブ８２ｇを開けた加熱室８２へ挿入してゲートバルブ８２ｇを閉じる。必要な場合には真空排気して所定の加熱を行ない、加熱が終ると、加熱室８２のゲートバルブ８２ｇを開けて搬送ロボット９１によってウェーハＷを取り出し、続いてゲートバルブ８４ｇを開けた第１成膜室８４へ挿入してゲートバルブ８４ｇを閉じる。必要な場合には真空排気して所定の成膜を行ない、成膜が完了するとゲートバルブ８４ｇを開け、搬送ロボット９１によりウェーハＷを取り出し、続いて同様にしてウェーハＷを第２成膜室８５へ挿入して成膜を施し、最終的にはゲートバルブ８１ｇを開けてウェーハＷを仕込・取出室８１へ戻す。次いで、仕込・取出室８１のゲートバルブ８１ｇを閉じ、ゲートバルブ８１ａを開けてウェーハＷを仕込・取出室８１から大気側へ取り出すようにして１枚ずつ真空処理される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来例の枚葉式真空処理装置２による上述した成膜例では、ウェーハＷは搬送室８０の周囲の各室を
仕込・取出室８１ ⇒ 加熱室８２ ⇒ 第１成膜室８４ ⇒ 第２
成膜室８５ ⇒ 仕込・取出室８１
のように辿って成膜され、図６において矢印で示したような軌跡で搬送される。そして、この間においてウェーハＷを搬送する搬送ロボット９１の動作を解析すると、表１のようになる。
【０００７】
【表１】

【０００８】
従来例の枚葉式真空処理装置２を使用する上記のような成膜例において、単位時間当たりのウェーハＷの処理枚数を増大させようとする場合、各真空処理室での真空処理に要する時間は変更し得ないとすると、真空側搬送ロボット９１の搬送速度を高速化することが一つの選択手段となる。しかし、真空側搬送ロボット９１の搬送速度を高速化するためには、従来は真空側搬送ロボット９１のハンド９３に載せるだけであったウェーハＷをハンド９３にチャックすることが必要になるが、このチャッキングはダストの発生を招く怖れがあり、現状では採用し難い。
【０００９】
本発明は上述の問題に鑑みてなされ、真空側搬送ロボットの搬送速度を高速化させることなく、単位時間当たりのウェーハＷの処理枚数を増大させることが可能な枚葉式真空処理装置を提供することを課題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の課題は請求項１の構成によって解決されるが、その解決手段を後述する実施の形態の図１によって示せば、 図１は枚葉式真空処理装置１の搬送室１０と、搬送室１０の側壁面にゲートバルブを介することなく設けられた基板受渡室１０Ｓとを概念的に示す平面図であり、基板受渡室１０Ｓ内に仕込・取出部１１、加熱部１２、仕込・取出部１３が設けられている。そのほか搬送室１０の他の側壁面には従来例の成膜室と同様な第１成膜室１４、第２成膜室１５が設けられている。そして基板であるウェーハＷは搬送室１０の中心部に設置した真空側搬送ロボット６１によって各室間を搬送されて真空処理される。
【００１１】
図２のＡ、Ｂ、Ｃは図１における［２］−［２］線方向の断面で示される基板受渡室１０Ｓ内の仕込・取出部１３における各構成要素の動作を概念的に示す図である。なお、仕込・取出部１３と仕込・取出部１１とは全く同様に構成されているので、図２は仕込・取出部１１を示す図であるとして説明する。仕込・取出部１１は第１仕切板３４によって、搬送室１０に連通している上半部２１と大気に連通している下半部３１とに仕切られており、下半部３１の外周側壁３２にはウェーハＷの仕込みと取り出しを行なうための仕込・取出穴３３が設けられている。そして第１仕切板３４には下半部３１と上半部２１との間でウェーハＷを受け渡すための貫通穴である受渡穴３５が形成されている。
【００１２】
上記の下半部３１には、その底面板２４を上下に挿通する軸３７によって受渡穴３５の下面側を開閉する下側弁体３８がウェーハ・ホールダを兼ねて設けられている。また、上半部２１には、その天井板２２を上下に挿通する軸２７によって仕込・受渡穴３３の上面側を開閉する第１上側弁体２８が設けられている。そして、第１仕切板３４を介して第１上側弁体２８と下側弁体３８とが受渡穴３５を閉じた時に、ウェーハＷを保持し真空排気の可能な第１封止空間３０が形成される。
【００１３】
図２のＡは、受渡穴３５に第１上側弁体２８が下降されて気密に閉じられ、下降されているウェーハ・ホールダ兼用の下側弁体３８に対し、ウェーハＷが仕込・取出穴３３から挿入されて、移載された状態を示す。次いで、下側弁体３８が上昇されて受渡穴３５が気密に閉じられ、第１仕切板３４を介して第１上側弁体２８と下側弁体３８との間に、ウェーハＷが保持された第１封止空間３０が形成されて図２のＢの状態となり、この状態で第１封止空間３０が真空排気される。第１封止空間３０が所定の真空度に達すると、第１上側弁体２８が上昇され、図１を参照してウェーハＷは仕込・取出部１１の上半部２１から矢印で示すように同じ基板受渡室１０Ｓ内の加熱部１２へ移される。加熱部１２は第１仕切板３４の受渡穴３５と同様な第２仕切板の貫通穴を下側から閉じるように加熱台が設置されており、後述の図４も参照して、第１上側弁体２８と同様に昇降される第２上側弁体が下降した状態において、加熱台上に載置されているウェーハＷを覆って真空排気の可能な第２封止空間が形成される。
【００１４】
従来例で説明したと同様な成膜を行なうとすると、ウェーハＷは基板受渡室１０Ｓ内の仕込・取出部１１から加熱部１２へ移され加熱されて、搬送室１０へ搬送された後、第１成膜室１４、続いて第２成膜室１５へ順に挿入されて成膜が行なわれる。
【００１５】
基板受渡室１０Ｓ内には上述のような仕込・取出部１１、加熱部１２、仕込・取出部１３が設けられており、仕込・取出部１１，１３から加熱部１２へのウェーハＷの移動、および加熱部１２から仕込・取出部１１，１３へのウェーハＷの移動が、搬送ロボット６１のアーム６２の進退運動を含まないアーム６２の旋回によって行われるので、詳しくは後述するように、真空処理のためにウェーハＷを搬送する搬送室１０内の搬送ロボット６１の搬送動作の回数、旋回角度が低減され、その結果、ウェーハＷの搬送距離が短くなって、単位時間当たりのウェーハＷの処理枚数が増大される。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態による枚葉式真空処理装置について、図面を参照して具体的に説明する。
【００１７】
図１は実施の形態の枚葉式真空処理装置１を概念的に示す平面図であり、従来例の図６に対応する図である。枚葉式真空処理装置１は平面図で正八角形を基本形とする搬送室１０の側壁面に真空処理室として第１成膜室１４、第２成膜室１５がそれぞれのゲートバルブ１４ｇ、１５ｇを介して配設されている。なお、これらの各真空処理室１４、１５、および搬送室１０は何れも独立して真空排気することが可能となっている。そして、ウェーハＷは搬送室１０の中心部に設置した搬送ロボット６１のハンド６３に載せて各室間を搬送され真空処理される。また、第１成膜室１４、第２成膜室１５が配設されている以外の搬送室１０の側壁面に、一点鎖線で示すように、他の真空処理室を配設し得る。上記した点に関しては従来例の枚葉式真空処理装置２と基本的に同様であるが、本実施の形態の枚葉式真空処理装置１が従来例の枚葉式真空処理装置２と大きく異なるところは、搬送室１０の側壁面の２面に相当する部分においてゲートバルブを介することなく基板受渡室１０Ｓが設けられており、この基板受渡室１０Ｓ内に従来例の仕込・取出室８１、８３、加熱室８２とは全く異なった構成の仕込・取出部１１、加熱部１２、仕込・取出部１３の計３部が搬送室１０内の搬送ロボット６１のアーム６２の旋回の中心を中心とする同心円上に配置されていることにある。
【００１８】
図２のＡ、Ｂ、Ｃは、図１における［２］−［２］線方向の断面で示される基板受渡室１０Ｓ内の仕込・取出部１３の各構成要素の動作を概念的に示す図であるが、仕込・取出部１３と仕込・取出部１１とは全く同様に構成されているので、図２は仕込・取出部１１を示すものとして説明する。 仕込・取出部１１は第１仕切板３４によって搬送室１０に連通している上半部２１と大気に連通している下半部３１とに仕切られており、下半部３１の外周側壁３２には図示しない大気側搬送ロボットによってウェーハＷの仕込み、取り出しを行なうための仕込・取出穴３３が設けられている。そして、第１仕切板３４には下半部３１と上半部２１との間でウェーハＷを受け渡しするための貫通穴である受渡穴３５が形成されている。下半部３１には、その底面板２４を上下に挿通する軸３７によって受渡穴３５の下面側を開閉する下側弁体３８がウェーハ・ホールダを兼ねて設けられており、下側弁体３８の上面の外周縁部にはシール・リング３９が取り付けられている。
【００１９】
また、上半部２１には、その天井板２２を上下に挿通する軸２７によって受渡穴３５の上面側を開閉する第１上側弁体２８がその周壁部２８ｒと共に設けられ、周壁部２８ｒの下端面にはシール・リング２９が取り付けられている。そして、第１仕切板３４を介して第１上側弁体２８と下側弁体３８とが受渡穴３５を閉じた時に、第１上側弁体２８と下側弁体３８との間にウェーハＷが保持された真空排気の可能な第１封止空間３０が形成されるが、その第１封止空間３０を真空排気する真空ポンプ７１に接続するための第１排気用細孔３６が第１仕切板３４内に穿設されている。なお、第１上側弁体２８の軸２７は大気側と真空側との隔壁である天井板２２を上下に挿通されているので、真空漏れに対する軸シールのために、上半部２１内には金属ベローズ２６が軸２７の周囲を囲って上端部を天井板２２の下面に、下端部を第１上側弁体２８の上面に気密に接続して取り付けられている。そのほか、加熱部１２は図示を省略するが、第１仕切板３４の受渡穴３５と同様な第２仕切板の貫通穴を下側から閉じるように加熱台が設置されており、第１上側弁体２８と同様な第２上側弁体が加熱台を開閉する。そして第２上側弁体が下降した状態において、加熱台に載置されたウェーハＷを覆って真空排気の可能な第２封止空間が形成される。また第２仕切板には第２封止空間を真空排気するための第２排気用細孔が穿設されている。
【００２０】
実施の形態の基板受渡室１０Ｓにおける仕込・取出部１１、および加熱部１２は以上の様に構成されているが、次にその作用を説明する。
【００２１】
図２のＡは、第１上側弁体２８が下降されて受渡穴３５の上面側が気密に閉とされ、下降されているウェーハ・ホールダ兼用の下側弁体３８に対し、ウェーハＷが図示しない大気側搬送ロボットによって仕込・取出穴３３から挿入されて、移載された状態を示す。
【００２２】
次いで、下側弁体３８が上昇されて受渡穴３５の下面側が気密に閉とされ、第１仕切板３４を介して第１上側弁体２８との間に、ウェーハＷを保持した第１封止空間３０が形成されて図２のＢの状態となるが、続いて第１排気用細孔３６に接続されている真空ポンプ７１によって第１封止空間３０が排気される。
【００２３】
第１封止空間３０が所定の真空度に達すると第１上側弁体２８が上昇され、図１を参照して仕込・取出部１１のウェーハＷは搬送ロボット６１によって矢印で示すように旋回されて同じ基板受渡室１０Ｓ内の加熱部１２へ移動され、加熱されてから搬送室１０内へ搬入されるが、その後、続いて従来例で説明したと同様な成膜を行なうとして、ウェーハＷは第１成膜室１４、続いて第２成膜室１５へ順に挿入されて成膜が行なわれる。
【００２４】
上述した成膜例では、ウェーハＷは搬送室１０の周囲の各部、各室を
仕込・取出部１１ ⇒ 加熱部１２ ⇒ 第１成膜室１４
⇒ 第２成膜室１５ ⇒ 仕込・取出部１１
のように辿り、図１において矢印で示したような軌跡で搬送される。そして、この間においてウェーハＷを搬送する搬送ロボット６１の動作を解析すると、表２のようになる。
【００２５】
【表２】

【００２６】
すなわち、従来例の枚葉式真空処理装置２では、搬送ロボット６１の動作回数は１２動作であったに対して、実施の形態の枚葉式真空処理装置１においては、基板受渡室１０Ｓ内に上記のような構成の仕込・取出部１１、加熱部１２、仕込・取出部１３が設けられていることにより、従来例と同様な成膜を行っても、搬送ロボット６１の動作回数は１０動作となり、かつ旋回角度のトータルも従来例の１３５度から１１２．５度と小さくなってウェーハＷの搬送距離が短くなり、単位時間当りのウェーハＷの処理枚数が増大される。
【００２７】
【実施例】
以下、実施例の枚葉式真空処理装置について説明する。
【００２８】
図３は実施例の基板受渡室１１０Ｓを備えた搬送室１１０、および付帯設備からなる枚葉式真空処理装置３の部分破断斜視図である。基本形状が扁平な正八角筒である搬送室１１０の外周壁面に形成されている挿入窓１１４ｗ、１１５ｗ、…、１１９ｗとの間に図示を省略したそれぞれのゲートバルブを介し、二点鎖線で示すように、それぞれ独立して真空排気の可能な第１成膜室１１４、第２成膜室１１５、その他の真空処理室１１６、…、１１９が配設されている。そして、搬送室１１０の２面の周壁面に相当する部分にゲートバルブを介することなく設けられた基板受渡室１１０Ｓには、図１の配列とは異なるが、仕込部１１１、加熱部１１２、および取出部１１３が、搬送室１１０内の真空側搬送ロボット１６１の旋回の中心軸１６０を中心とする同心円上に設けられている。真空側搬送ロボット１６１は、周知のように、伸縮自在のアーム１６２が全方位へ旋回可能なように中心軸１６０に取り付けられており、アーム１６２の先端部にはウェーハＷを載せる二股のハンド１６３が設けられている。真空側搬送ロボット１６１は基板受渡室１１０Ｓ内の仕込部１１１、加熱部１１２、取出部１１３、搬送室１１０の周囲の第１成膜室１１４、 第２成膜室１１５、その他の真空処理室１１６、…、１１９と搬送室１１０との間でウェーハＷを出し入れする。
【００２９】
また、基板受渡室１１０Ｓの手前側に設けられたバッファーステーション４１の上段４１ｕにはウェーハＷの位置合わせを行うためのアライナー４２を中にしてウェーハ・カセット４３が一列に並べて置かれ、アライナー４２と基板受渡室１１０Ｓの間となるバッファーステーション４１の下段４１ｄには大気側搬送ロボット５１が設けられている。大気側搬送ロボット５１は例えば水平多関節のダブルアームで構成されており、先端部の二股のハンド５３にウェーハＷを載せて搬送する。大気側搬送ロボット５１はウェーハ・カセット４３から１枚ずつウェーハＷを取り出してアライナー４２へ搬送し、アライナー４２内でウェーハＷのオリフラ（オリエンテーション・フラット）又はノッチを利用してウェーハＷの向きを整えた後、基板受渡室１１０Ｓの仕込部１１１の下半部１３１へ一方のハンドで搬送し、既に真空処理が完了して取出部１１３内に載置されているウェーハＷをもう一方のハンドで取り出してウェーハ・カセット４３へ戻すようになっている。
【００３０】
図４は図３の基板受渡室１１０Ｓを拡大して示す部分破断斜視図である。基板受渡室１１０Ｓに設けられた仕込部１１１は、図２で説明したように、搬送室１１０に連通している上半部１２１と、大気に連通している下半部１３１とに仕切られており、下半部１３１の正面側の外壁１３２にはウェーハＷを大気側搬送ロボット５１の二股のハンド５３によって下半部１３１へ挿入するための仕込穴１３３が形成されている。また、上半部１２１と下半部１３１とを仕切る第１仕切板１３４には下半部１３１と上半部１２１との間でウェーハＷを受け渡しする受渡穴１３５が形成されている。下半部１３１には、その底蓋板１２４を上下に挿通する軸１３７によって受渡穴１３５の下面側を開閉する下側弁体１３８がウェーハ・ホールダを兼ねて設けられており、基板受渡室１１０Ｓの底面側に固定された空気圧シリンダ１３７Ｃによって昇降される。下側弁体１３８の上面には、大気側搬送ロボット５１の二股のハンド５３、および真空側搬送ロボット１６１の二股のハンド１６３の挿入ガイド溝１３８ｔが形成され、下側弁体１３８の上面の外周縁部にはゴム製のシール・リング１３９が取り付けられている。
【００３１】
また、第１仕切板１３４の上方となる仕込部１１１の上半部１２１には、その天井蓋板１２２を上下に挿通する軸１２７によって受渡穴１３５の上面側を開閉する第１上側弁体１２８がその周壁部１２８ｒと共に設けられ、周壁部１２８ｒの下端面にはゴム製のシール・リング１２９が取り付けられている。第１上側弁体１２８を開閉させる軸１２７は基板受渡室１１０Ｓの上面側に固定された空気圧シリンダ１２７Ｃによって昇降される。そして、第１仕切板１３４を介して第１上側弁体１２８とウェーハＷを載置した下側弁体１３８とが閉じられた時に真空排気の可能な第１封止空間が形成される。この第１封止空間は、図２のＢにおける第１封止空間３０に相当するものであるが、図４においては示し難いので符号は付していない。また、第１封止空間を排気するための真空排気系は図示を省略している。
【００３２】
更には、第１上側弁体１２８の軸１２７が上半部１２１の天井蓋板１２２を挿通して上下動することによる真空漏れに対して、上半部１２１内には、金属ベローズ１２６が上下の端部を天井蓋板１２２の下面と、第１上側弁体１２８の上面とに気密に接続して軸１２７を囲うように取り付けられている。なお、取出部１１３は仕込部１１１と全く同様に構成されているので、同一構成要素には同一の符号を付してそれらの説明は省略する。そのほか、上記の上半部１２１の天井蓋板１２２、下半部１３１の底蓋板１２４は取り外すことができ、第１上側弁体１２８や下側弁体１３８の交換が可能である以外に、仕込部１１１を仕込・取出部として使用し、取出部１１３を冷却部に変更することも可能となっている。以降、仕込部、取出部、および仕込・取出部を総称する場合には仕込取出部とする。
【００３３】
また、基板受渡室１１０Ｓ内の加熱部１１２は図４に示されていない第２仕切板に設置されたウェーハＷの加熱台１５８と、その上方の第２上側弁体１４８とから構成されており、加熱台１５８の表面には真空側搬送ロボット１６１の二股のハンド１６３のみの挿入ガイド溝１５８ｔが形成されている。ウェーハＷの加熱時に下降されて加熱台１５８のカバーとなる第２上側弁体１４８が周壁部１４８ｒと共に設けられており、周壁部１４８ｒの下端面にはシール・リング１４９が取り付けられている。すなわち、第２上側弁体１４８が取り付けられている軸１４７は基板受渡室１１０Ｓの上面側に固定された空気圧シリンダ１４７Ｃによって昇降されるが、第２上側弁体１４８が下降されると、ウェーハＷが載置された加熱台１５８との間に真空排気の可能な第２封止空間が形成されるようになっている。この第２封止空間も第１封止空間と同様、図４においては示し難いので符号は付していない。また、軸１４７が加熱部１１２の天井蓋板１４２を挿通して上下されることによる真空漏れを防ぐために、金属ベローズ１４６が上下の端部を天井蓋板１４２の下面と、第２上側弁体１４８の上面とに気密に接続して軸１４７を囲うように取り付けられていることは仕込部１１１および取出部１１３と全く同様である。
【００３４】
実施例の枚葉式真空処理装置３に設けられた基板受渡室１１０Ｓにおける仕込部１１１、加熱部１１２、取出部１１３は以上の様に構成されているが、次にその作用を説明する。すなわち、図４を参照し、仕込部１１１において上半部１２１の第１上側弁体１２８が空気圧シリンダ１２７Ｃによって下降されて第１仕切板１３４の受渡穴１３５の上面側を閉じ、ウェーハ・ホールダ兼用の下半部１３１の下側弁体１３８は下降されている状態において、大気側搬送ロボット５１の二股のハンド５３が、図３のウェーハ・カセット４３から取り出し、アライナー４２で向きを整えた未処理のウェーハＷを、基板受渡室１１０Ｓの正面の仕込穴１３３から挿入する。ハンド５３が下側弁体１３８の上面のガイド溝１３８ｔに導かれてウェーハＷを下側弁体１３８上へ移載し、仕込穴１３３から引き抜かれると、空気圧シリンダ１３７Ｃによって下側弁体１３８はウェーハＷと共に上昇されて受渡穴１３５の下面側を閉じる。
【００３５】
第１上側弁体１２８と下側弁体１３８とが第１仕切板１３４を介して受渡穴１３５を閉じることによって図２のＢの第１封止空間３０と同様な第１封止空間が形成され、図示しない真空排気系によって排気される。そして同空間が所定の真空度に達すると第１上側弁体１２８が上昇されて下側弁体１３８上のウェーハＷが上半部１２１内で露出される。続いて、搬送室１１０内の真空側搬送ロボット１６１が起動され、ハンド１６３が下側弁体１３８のガイド溝１３８ｔに沿って挿入され、ウェーハＷをハンド１６３上に載せる。そして真空側搬送ロボット１６１のアーム１６２は図３に示す中心軸１６０の回りに旋回され、図４においてウェーハＷを同じ基板受渡室１１０Ｓ内で第２上側弁体１４８が上昇されている加熱部１１２へ移動させ、ウェーハＷを加熱台１５８に載置する。そして、ハンド１６３が搬送室１１０内へ引き戻されると、第２上側弁体１４８が空気圧シリンダ１４７Ｃによって下降されて、加熱台１５８を覆うことにより第２封止空間が形成される。
【００３６】
第２封止空間は必要な場合には真空排気され、ウェーハＷは加熱台１５８によって所定の温度に加熱される。加熱が終わると第２上側弁体１４８は上昇され、真空側搬送ロボット１６１のハンド１６３が加熱台１５８のガイド溝１５８ｔに沿って挿入されてウェーハＷをハンド１６３に載せ、図３に示す搬送室１１０内へ引き戻す。続いて、ハンド１６３を挿入窓１１４ｗから挿入してウェーハＷをゲートバルブ（図示されていない）の開けられた第１成膜室１１４内へ挿入し、ハンド１６３を搬送室１１０へ引き戻してから、ゲートバルブを閉じて、ウェーハＷに成膜が施される。なお、真空側搬送ロボット１６１によるウェーハＷの搬入の様子は図３の真空処理室１１９に示されている。
【００３７】
成膜が完了するとゲートバルブを開け、真空側搬送ロボット１６１のハンド１６３によってウェーハＷを第１成膜室１１４から搬送室１１０へ引き戻し、ゲートバルブを閉じてから、続いて同様にしてウェーハＷを第２成膜室８５へ挿入して成膜を施し、必要な場合には更に他の真空処理室で真空処理してから最終的にウェーハＷを基板受渡室１１０Ｓの取出部１１３内の下側弁体１３８に載置する。取出部１１３内へ移動された真空処理済みのウェーハＷは、大気側搬送ロボット５１が未処理のウェーハＷを基板受渡室１１０の仕込部１１１へ挿入する時に、同時に大気側搬送ロボット５１によって大気側へ取り出される。
【００３８】
本実施の形態および本実施例による枚葉式真空処理装置は以上の様に構成され作用するが、 勿論、本発明はこれらに限られることなく、本発明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。
【００３９】
例えば本実施の形態を示す図１においては、搬送室１０を八角筒形状として、その側壁面の二面に相当する部分に基板受渡室１０Ｓを設け、その基板受渡室１０Ｓ内に仕込・取出部１１、１３と加熱部１２の計３部を設けたが、搬送室１０は五角筒形状、六角筒形状、七角筒形状であってもよく、また九角筒形状や十角筒形状であってもよい。また仕込部、取出部、仕込・取出部、および加熱部、冷却部、その他の真空処理部の中から組み合わせて基板受渡室内に設ける部の数はその基板受渡室が設けられている多角筒形状の搬送室の側壁面の面数と同じか、あるいはそれよりも大である限りにおいて、基板受渡室の大きさやその内部に設ける部の数は制限されない。
【００４０】
また本実施の形態の基板受渡室１０Ｓにおいては、図１に示したように、大気側から基板受渡室１０Ｓに向かって左側から仕込・取出部１３、仕込・取出部１１、加熱部１２の順に配置し、実施例の基板受渡室１１０Ｓにおいては、図４に示したように、取出部１１３、加熱部１１２、仕込部１１１の順に配置したが、これらに限られることなく、仕込・取出部を１室のみ設け、仕込・取出部の片側に加熱部と冷却部とを配置してもよく、また仕込・取出部の両側に加熱部と冷却部とを配置してもよい。また、仕込・取出部の片側または両側に加熱部を２部設けてもよい。このように、仕込部、取出部、加熱部、冷却部の組み合せ、配列は任意に設定することができ、何らの制限はない。
【００４１】
また本実施の形態においては、基板受渡室１０Ｓに仕込・取出部１１、１３、加熱部１２を設ける例を説明したが、例えば、図２のＡに対応する図５に示すように、下側弁体３８を設けず、かつ、仕込・取出穴３３を真空ポンプ７１に接続し、第１上側弁体２８は搬送室１０を排気する場合の開閉バルブとして使用することもできる。その他、図２においては、第１仕切板３４に第１排気用細孔３６を設けたが、第１排気用細孔３６はそれ以外の箇所、例えば下側弁体３８の軸３７に設けることもできる。
【００４２】
また本実施の形態を示した図２において、例えば第１上側弁体２８や下側弁体３８にゴム製のシール・リング２９、３９を取り付けたが、金属チューブ製のシール・リングとすれは耐熱性が一層向上する。また実施例の図４において、第１上側弁体１２８の軸１２７の上下動による真空漏れに対して、金属ベローズ１２６の上下の端部を、上半部１２１の天井蓋板１２２の下面と、第１上側弁体１２８の上面とに気密に接続して軸１２７を囲うことにより軸シールしたが、搬送室１１０に連通する上半部１２１の真空度がそれほど要求されない場合には、ゴムやポリ四フッ化エチレンによる軸シールを用いてもよい。
【００４３】
また本実施の形態においては、基板受渡室１０Ｓに設け得る真空処理部として、加熱部と冷却部を例示したが、それら以外の真空処理部、例えばイオン注入部や不純物拡散部を設けてもよい。
【００４４】
【発明の効果】
本発明の枚葉式真空処理装置は上記のような形態で実施され、以下に述べるような効果を奏する。
【００４５】
従来例の枚葉式真空処理装置では多角筒形状の搬送室の側壁面に、仕込室、取出室、または仕込・取出室、および加熱室、冷却室等の真空処理室が、それぞれゲートバルブを介して配設されていたのに対して、本発明の枚葉式真空処理装置によれば、多角筒形状の搬送室の側壁面にゲートバルブを介することなく基板受渡室を設けて、その基板受渡室内に従来の箱形状のものとは異なる構成の仕込取出部および基板処理部を、搬送ロボットのア ームの旋回の中心を中心とする同心円上に配置したので、基板受渡室内の仕込取出部と基板処理部との間の基板の移動は、搬送ロボットのアームの伸縮を必要とせず、アームの旋回によって可能となり、基板の搬送時における搬送ロボットの動作回数が低減されるほか、旋回角度も小さくなって基板の搬送距離が低減され、搬送ロボットの搬送速度を高速化させることなく、単位時間当りの基板の処理枚数を増大させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施の形態の枚葉式真空処理装置を概念的に示す平面図である。
【図２】 図１における［２］−［２］線方向の断面図であり、Ａ、Ｂ、Ｃはその作用の各段階を示す。
【図３】 実施例の枚葉式真空処理装置の部分破断斜視図である。
【図４】 図３の主要部を拡大して示す部分破断斜視図である。
【図５】 変形例についての図２に対応する断面図である。
【図６】 従来例の枚葉式真空処理装置を概念的に示す平面図である。
【符号の説明】
１ 枚葉式真空処理装置
３ 枚葉式真空処理装置
１０ 搬送室
１０Ｓ 基板受渡室
１１ 仕込・取出部
１２ 加熱部
１３ 仕込・取出部
１４ 第１成膜室
１５ 第２成膜室
２１ 上半部
２２ 天井板
２４ 底面板
２７ 軸
２８ 第１上側弁体
２９ シール・リング
３０ 第１封止空間
３１ 下半部
３３ 仕込・取出穴
３４ 第１仕切板
３５ 受渡穴
３６ 第１排気用細孔
３７ 軸
３８ 下側弁体
３９ シール・リング
５１ 大気側搬送ロボット
５２ アーム
５３ ハンド
６１ 真空側搬送ロボット
６２ アーム
６３ ハンド

Claims (5)

1. 伸縮し旋回するアームを有する搬送ロボットを中心部に備えた多角筒形状の搬送室の側壁面にゲートバルブを介して複数の真空処理室が配設されており、仕込まれた基板を前記搬送室から前記真空処理室へ挿入して真空処理し、真空処理が完了した前記基板を前記真空処理室から前記搬送室へ引き戻すことによって前記基板を１枚ずつ真空処理する枚葉式真空処理装置において、
   前記搬送室の少なくとも１面以上の連続する前記側壁面に前記ゲートバルブを介することなく基板受渡室が設けられ、前記基板受渡室内には、前記基板を前記基板受渡室へ仕込み、前記基板を前記基板受渡室から取り出す仕込取出部、および前記基板に加熱、冷却、イオン注入または不純物の拡散処理を施す基板処理部が何れも前記搬送ロボットのアームの旋回の中心を中心とする同心円上に配置されており、
   前記仕込取出部は、第１仕切板によって第１上半部と第１下半部とに仕切られて、前記第１上半部は前記搬送室に連通し、前記第１下半部は大気に連通しており、かつ前記第１仕切板には前記第１上半部と前記第１下半部との間で前記基板を受け渡すための受渡穴が形成されると共に、前記第１上半部内には上下に移動して前記受渡穴を開閉する第１上側弁体が設けられ、前記第１下半部内には前記基板を載置し得て上下に移動し前記受渡穴を開閉する下側弁体が設けられており、
   前記基板処理部は、第２仕切板によって第２上半部と第２下半部とに仕切られて、前記第２上半部は前記搬送室に連通しているが、前記第２下半部は前記第２仕切板に形成された貫通孔を下側から閉じた状態で基板処理台が設けられ、前記第２上半部内には上下に移動して前記基板処理台を開閉する第２上側弁体が設けられており、
   前記仕込取出部から前記基板処理部への前記基板の移動、および前記基板処理部から前記仕込取出部への前記基板の移動が、前記搬送ロボットのアームの進退運動を伴わない当該アームの旋回によって行われることを特徴とする枚葉式真空処理装置。
2. 前記第１上側弁体と前記下側弁体とが共に前記受渡穴を閉じた状態で形成される第１封止空間が真空排気可能とされていることを特徴とする請求項１に記載の枚葉式真空処理装置。
3. 前記第１封止空間の真空排気が前記第１仕切板に穿設された第１排気用細孔を介して行われることを特徴とする請求項２に記載の枚葉式真空処理装置。
4. 前記第２上側弁体が前記基板処理台を閉じた状態で形成される第２封止空間が真空排気可能とされていることを特徴とする請求項１に記載の枚葉式真空処理装置。
5. 前記第２封止空間の真空排気が前記第２仕切板に穿設された第２排気用細孔を介して行われることを特徴とする請求項４に記載の枚葉式真空処理装置。

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