JPH03155619A - 真空処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、真空中でシリコンウェハー、その他の基板
の表面に薄膜を堆積させたり、或いは薄膜をエツチング
する真空処理装置に関する。

（従来の技術） 従来の真空処理装置では、第４図に連続ドライエツチン
グ装置の概略図を示すように、基板は専らベルトを使っ
て搬送していた。

即ち、作業者はまず大気中で、複数の被処理基板５４を
、上下に一定の間隔で棚を形成してなる基板キャリア４
７内の多数の棚に収納する。

その基板キャリア４７は収納室４３内の上下機構４６の
上に、搬送ベルト４９を挟み込むようにして載置され、
ゲートバルブ５３が閉められて収納室４３の内部が排気
系（図示しない）で真空排気され、所定の真空度に達し
た後ロードロックバルブ５２が開かれて収納室４３と予
備室４２が連通状態になる。

ここで上下機構４６がわずかに下降することで、基板キ
ャリア４７内の最下層部の基板５４ａが搬送ベルト４９
上に預けられ、搬送ベルト４９および５０の回転によっ
て、この基板５４ａは予備室４２内の５４ｂの位置まで
運ばれる。

予備室４２の内部では、基板上下機構５５の上昇により
、搬送ベルト５０上の基板５４ｂは一旦５４ｃの位置ま
で持ち上げられる。待機していた基板搬送機ｔ＃ｔ４８
が矢印４８０を右方向に進んで、この基板５４ｃを受は
取ると、上下機構５５は原位置に下降する。

ここでゲートバルブ５１が開かれ、基板搬送機構４８が
さらに進んで、基板５４ｃを処理室４１内の５４ｂの位
置まで運び、処理室４１内の基板上下機構４５が上昇し
て、基板５４ｄを受は取って一旦５４ｅの位置まで持ち
上げる。役目を終えた基板搬送機構４８は矢印４８０を
左方向に進んで予備室４２内部の原待機位置に戻る。

処理室４１内の基板上下機構４５が下降して基板５４ｅ
を電極４４の上の５４ｆの位置へ預けると、ゲートバル
ブ５１が閉められ、処理室４１内部で所定の処理用装置
（図示しない）が動作しエツチング、薄膜堆積等々の処
理が始まることになる。

（発明が解決しようとする課題） 前記のような従来の方式によると、基板キャリア４７、
上下機構４６、ベルト４９．５ｏ、基板搬送機構４８、
予備室内の基板上下機構５５、処理室内の基板上下機構
４５等々と、真空各室内における駆動部の構造が複雑で
可動部品が多く、そのためにゴミの発生が多く、大規模
集積回路では半導体デバイスの歩留りを極めて悪化させ
ていた。

さらに、処理室４１内部では一般に基板は一時に１枚し
か処理できず、処理枚数を増やそうとすると構造が急激
に複雑になって、ゴミの発生を一層増加させる問題点も
あった。

この発明は、以上のような問題点を解決し、基板へのゴ
ミの付着を大幅に減少させると共に、生産性の向上も可
能な真空処理装置を提供することを目的としている。

（課題を解決する為の手段） この発明の処理装置では、収納室の基板を処理室へ転送
する為に、予備室へ基板搬送ロボットを設置すると共に
、処理室には、その縦壁に沿って基板処理機構を設け、
かつ前記ロボットで転送された基板を、前記基板処理機
構う対向させる基板ホルダーを設けて、ゴミの発生を少
くすると共に、発生したとしても基板に付着しないよう
にしたものである。

即ちこの発明の真空処理装置は、予備室の一側に基板を
一時的に収納しておく為の収納室がゲートバルブを介し
て連設され、予備室の他側には少くとも一つの処理室が
ゲートバルブを介して連設され、各室には夫々独立の排
気系を備えていると共に、前記予備室には収納室より処
理室へ基板を転送する為の基板搬送ロボットが設置され
、前記処理室には該処理室の縦壁に沿って、基板処理機
構が設けてあり、かつ前記基板搬送ロボットで転送され
た基板を前記基板処理機構へ対向させる為の基板ホルダ
ーが設置してあることを特徴としている。

前記基板搬送ロボットは収納室の基板を把持して処理室
へ転送できる構成であれば良く、基板把持部を先端に設
けた腕を、伸縮、回動および昇降可能とすることで、前
記転送を可能とすることができる。

基板搬送ロボットによる基板の転送は、収納室と処理室
の間で直接的に行なう構成としても良いが、生産性の向
上の為には、予備室に基板を一時的に待機させる基板テ
ーブルを設けることが望ましい。又、基板のオリエンテ
ーションフラットの方向を一定の方向とする為のいわゆ
るオリフラ合せ機構を前記基板テーブルや、別途設置し
た回転テーブルに対して設置し、基板搬送ロボットの構
造の複雑化を避けるのが望ましい。

前記処理室の縦壁に沿って設けられる基板処理機構とし
ては、エツチング機構の他、スパッタリング機構、ＣＶ
Ｄ機構等がある。

次に、前記基板ホルダーは、少くとも基板（１乃至複数
枚）を支持する機構と、処理室の縦壁に沿って設けた基
板処理機構に対して基板を対向させる機構を備えていれ
ば良いものであるが、更に基板温度を制御する機構など
を付加しても良い。

（作　　用） この発明の真空処理装置によれば、基板は基板搬送ロボ
ットと基板ホルダーのみによって搬送することができ、
ゴミの発生の著しいベルトを必要としないと共に、真空
中に露出する可動部分も少くできるので、ゴミの発生を
少くすることができる。又、基板の処理は処理室の縦壁
に沿って設けた処理機構と対向させて行なわれるので、
ゴミが発生したとしても基板に付着するのを避けること
ができる。更に、生産性の向上の為に、基板ホルダーの
収容枚数の増加、処理室の増加、予備室へ待機用の基板
テーブルの付加等を行なったとしても、構造の複雑化は
無く、ゴミの発生の増加を抑えることができる。

（実施例） 以下、この発明の実施例を第１図乃至第３図に示したプ
ラズマ処理（エツチング処理）装置に基づいて説明する
。

図中１が収納室、２が予備室、３が処理室であって、ゲ
ートバルブ４．５を介して一列に連設されている。各室
には夫々真空排気系（図示していない）が接続しである
。前記収納室１のゲートバルブ４と対向する外壁には、
大気へ開口可能としたバルブ６が設置してあり、該バル
ブ６の外方下部に基板移し替え機７が設置しである。

基板移し替え機７は、該基板移し替え機７上に載置した
基板キャリア８内の複数枚の基板９．９を、収納室１内
に設置した基板クランパー１０へ移し替えたり、これと
逆に基板クランパー１０内の基板９．９を基板キャリア
８へ移し替える装置であって、前記基板クランパー１０
を回転機構１１を中心として、基板移し替え機７上の基
板キャリア８側へ回動させた時に、基板キャリア８と基
板クランパー１０間で、基板９．９を移し替える機能７
０を備えている。

前記予備室２内には基板搬送ロボット１２と、オリフラ
合せ機構１３および基板テーブル１４か設置しである。

前記基板搬送ロボット１２は、先端に基板把持部１５を
設けた腕１６が伸縮（ｒ方向）および回動（θ方向）可
能としであると共に、昇降（２方向）可能としであるの
もので、基板把持部１５を任意の位置へ移動させ、基板
９の把持又は開放が可能としたものである。オリフラ合
せ機構１３は、基板９のオリエンテーションフラットを
所定の方向に向ける機構であって、未処理基板を一時的
に待機させるテーブルを兼ね得るものである。基板テー
ブル１４は基板９を載置可能としたテーブルであって、
処理済の基板を一時的に待機させるものである。

次に、処理室３には第３図に示したような基板ホルダー
１７が設置しである。この基板ホルダー１７はＬ字状の
支持杆１８の先端に器体１９を設けた構造で、支持杆１
８の基部が処理室３の側壁を貫通して大気側へ突出させ
てあり、基板ホルダー回転機構２０によって、器体１９
を実線図示の位置と、鎖線図示の間で矢示２１のように
移動できるようになっている。前記器体１９の上側には
、矢示２２のように移動可能とした基板支持体２３と、
該基板支持体上の基板を押える為の基板押え機構２４が
設けてあり、−枚の基板９を所定の位置に支持できるよ
うにしである。

前記基板ホルダー１７が鎖線図示の状態とした時に、器
体１９に支持した基板と対向する処理室３の縦壁３ａに
はイオン源２５と、電磁コイル２６で構成した基板処理
機構２７が設置しである。

図中２８は処理室３に接続したガス導入系である。

次に上記実施例の動作を、基板９の搬送状態を中心に説
明する。

先ず、基板移し替え機７上に基板９（未処理）を複数枚
収納した基板キャリア８を２個セットする。次に、ゲー
トバルブ４を閉として、収納室１内に大気を導入した後
、バルブ６を開とし、基板クランパー１０を基板移し替
え機７側へ回転させ、基板キャリア８内の基板９．９を
基板クランパー１０側へ移し、次いで基板クランパー１
０を収納室１側へ回転させた後、バルブ６を閉とする。

次に、収納室１を真空排気して、予備室２と連通可能の
圧力に到達したら、ゲートバルブ４を開にして、収納室
１と予備室２を連通させる。

ここで、基板搬送ロボット１２が伸縮、回動および昇降
動作を開始し、腕１６の先端に設けた基板把持部１５に
、基板クランパー１０内の所定の基板９ａを把持し、予
備室２内に設置したオリフラ合せ機構１３内へ移す。オ
リフラ合せ機構１３は基板９ａのオリフラを必要な方向
へ向ける。

次に、ゲートバルブ５を開とし、予備室２と処理室３を
連通させた後、オリフラ合せ機構１３上の基板９ａを、
基板搬送ロボット１２により、処理室３内の基板ホルダ
ー１７側へ移す。処理室３内の基板ホルダー１７は、こ
の時、第１図および第２図中に実線で示した状態に待機
しており、基板搬送ロボット１２で把持した基板９ａは
、前記器体１９に設置した基板支持体２３上に移され、
その後基板押え機構２４で押えられる。

以上のようにして基板９ａの基板ホルダー１７への搬送
を完了すると、基板搬送ロボット１２の腕１６が予備室
２側へ退避し、ゲートバルブ５が閉となると共に、基板
ホルダー１７が回動し、基板９ａを基板処理機構２７へ
対向させる。そこで、基板処理機構２７を動作させるこ
とによって、基板９ａのプラズマ処理を行なうことがで
きる。

前記プラズマ処理中に、基板搬送ロボット１２は次の基
板の搬送動作を行うことが可能で、前記と同様にして次
の未処理基板をオリフラ合せ機構１３上まで搬送して、
オリフラを所定の方向へ向けた状態で待機させることが
できる。

処理室３におけるプラズマ処理が完了したら、ゲートバ
ルブ５を開とし、処理室３内で実線図示の状態に回動し
た基板ホルダー１７より処理済の基板を、基板搬送ロボ
ット１２により予備室２内に設置した基板テーブル１４
上へ移し、次いでオリフラ合せ機構１３上に待機させた
次の未処理基板を基板ホルダー１７側へ移すことにより
、再びプラズマ処理を繰返す。

ゲートバルブ５が閉となってプラズマ処理が再開されて
いる間に、基板搬送ロボット１２は、基板テーブル１４
上に一旦移された処理済みの基板を収納室１の基板クラ
ンパー１０へ戻し、別の未処理基板を予備室２のオリフ
ラ合せ機構１３まで搬送して、処理室３におけるプラズ
マ処理の終了を待つ。

このようなな動作を繰り返すことにより、収納室１の基
板クランパー１０に収納した基板９．９の全数について
プラズマ処理が完了したならば、ゲートバルブ４を閉と
して、収納室１を大気圧にした後、バルブ６を開とし、
始めの動作と逆の動作により基板クランパー１０より基
板キャリヤ８へ基板移し替え機７を介して移せば良い。

前記基板搬送ロボット１２としては、公知のロボット例
えば「ウェハー搬送ユニット“ＲＲ８１２１“のロボッ
ト“ＲＲ８０２”」　（月刊雑誌「自動化技術」第１９
巻第８号（１９８７）　５４〜６０頁）等を改造して利
用することができる。ロボット駆動用の機器、電気的諸
装置も同様である。

但し、前記ロボット“ＲＲ３０２“は伸縮（ｒ方向）と
回動（θ方向）の２方向だけに自由度を有する二次元ロ
ボットである為、昇降（２方向）動作を可能とする機構
（簡単である為図示を省略）を付加する必要がある。前
記伸縮、回動および昇降の為の駆動用モータ、歯車機構
、ベルト機構等はすべて予備室２の底壁を貫通して設置
した導入管２９内に収容することが可能で、予備室２の
真空と接する境界部分の摺動面は、０リングおよび磁気
流体シールで密封する。

処理室３に設置した基板ホルダー１７も同様で、基板支
持体２３および基板押え機構２４等に必要な駆動機構は
支持杆１８内に収容し、真空との境界部分の摺動面は０
リングおよび磁気流体シールで密封する。尚、この基板
ホルダー１７にはガス吹き付けなどによる基板の温度を
制御する機構や、直流電力又は高周波電力の印加機構も
、必要に応じて前記支持杆１８を通して導入することも
できる。

処理室３による基板処理枚数を増加するには、基板ホル
ダー１７に支持できる基板の枚数を増加したり、予備室
２に連設する処理室３の数を増加することで可能である
が、何れにしても基板９の搬送機構の複雑化は避けられ
る。

予備室２に設けたオリフラ合せ機構１３は不要な場合に
は設置しなくても良い。この場合、未処理基板は収納室
１から処理室３へ直接搬送することになるが、予備室２
へ未処理基板を待機させる為の基板テーブルを別途設け
ても良い。

（発明の効果） 以上に説明したように、この発明によれば、基板の搬送
は基板搬送ロボットと基板ホルダーで行ない、ベルトに
よる搬送を無くすると共に、基板の処理は処理室の縦壁
に沿って設けた基板処理機構と対向させて行なうように
したので、ゴミの発生が少いと共に、ゴミの発生があっ
たとしても処理中の基板に付着するのを回避でき、処理
の歩留りを大幅に向上できる効果がある。又、生産性の
向上も機構を複雑化することなく簡単にできる効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例の平面図、第２図は同じく正
面図、第３図は実施例の基板ホルダーの一部斜視図、第
４図は従来のプラズマ処理装置の正面図である。 １・・・収納室　　　　　　２・・・予備室３・・・処
理室　　　　　　３ａ・・・縦壁４．５・・・ゲートバ
ルブ　７・・・基板移し替え機８・・・基板キャリア　
　　９．９ａ・・・基板１０・・・基板クランパー　１
２・・・基板搬送ロボット１３・・・オリフラ合せ機構 １４・・・基板テーブル　　１５・・・基板把持部１６
・・・腕　　　　　　　１７・・・基板ホルダー２３・
・・基板支持体　　　２４・・・基板押え機構２７・・
・基板処理機構

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １　予備室の一側に、基板を一時的に収納しておく為の
   収納室がゲートバルブを介して連設され、予備室の他側
   には、少くとも一つの処理室がゲートバルブを介して連
   設され、各室には夫々独立の排気系を備えていると共に
   、前記予備室には収納室より処理室へ基板を転送する為
   の基板搬送ロボットが設置され、前記処理室には、該処
   理室の縦壁に沿って、基板処理機構が設けてあり、かつ
   前記基板搬送ロボットで転送された基板を前記基板処理
   機構へ対向させる為の基板ホルダーが設置してあること
   を特徴とした真空処理装置