JPH0697260A - 枚葉式真空処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】枚葉式真空処理装置のロ−ドロック機構におい
て、被搬送物である基板を収納し大気圧と真空間を繰り
返す小部屋内の塵埃低減とロ−ドロック動作の高速化を
目的とする。 【構成】真空中で上下方向に２段階に駆動できるステ−
ジ２を動作させ、中間位置でア−ム５から基板１０を受
取り、ステ−ジ２を最上段まで上昇させて大気圧と真空
との状態を繰り返す小部屋８を形成する。この小部屋８
の内部にシ−ル機構が存在しないため摺動による塵埃の
発生がない。また従来の基板の直下にプシャを設けて基
板を持ち上げて搬送する場合に比べて基板直下の気体の
流れがスム−になり，より短時間内にリ−クや排気がで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は半導体装置や電子部品等
の製造装置に係り、特に真空中で基板に対してエッチン
グやＣＶＤ等の処理をする装置の大気中から装置内へ基
板を搬入するロ−ドロック機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、従来の枚葉式真空処理装置とし
ては、特許公報昭６３−４５４６７に示された装置があ
る。また基板の処理面を反転させてロ−ドロック機構か
ら搬送した特開昭５９−９４４３５の装置や、リング状
ガスケットを用いて円板を上下させてプラズマ反応室や
基板出入室を形成した特許公報６３−２４４１２の例が
ある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このように、上昇して
小部屋を形成し、その小部屋を介して大気と真空間で基
板を搬出入するロ−ドロック機構において、通常基板を
持ち上げて保持するリフトとかプッシャと呼ばれるもの
を設けている。これは大気中に設けた基板のハンドリン
グ機構との受け渡しや真空中のハンドリング機構との受
け渡しの為に必要であった。ところで、本来ロ−ドロッ
ク機構に必要なのはこの小部屋に対して短時間のうちに
真空排気して短時間のうちに大気圧に戻すかが重要であ
る。基板に処理を施すのに要する時間よりも短時間のう
ちにこの小部屋の真空排気、ハンドリング、大気開放、
ハンドリングの一連のロ−ドロックのための動作が終了
しなければ装置全体の生産能力を低下させてしまう。ま
た大気からの真空排気の際に小部屋の表面に付着した水
分等の不純ガスを装置内に持ち込まぬためにも小部屋内
の表面積を極力小さくすると共に、体積や真空室と連通
させるときの到達圧力を小さくすることは、言うまでも
ない。このために、従来例で示した枚葉式のロ−ドロッ
ク機構を用いた場合は異物の巻き上げを起こさない範囲
でできるだけ素早く真空排気や大気開放を行う必要があ
る。この際に前出のプッシャ（リフト）を有するため、
真空排気のときに基板が動いたり、大気開放のときに基
板が搭載面に吸着されたりする問題があった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】これは基板の下面に収納
されたプッシャ部の気体をスム−スに排気できないため
や、基板と搭載面の密着性が良すぎることによりリ−ク
した気体がプッシャ部の空間に入り込めないために起こ
ることである。もちろん一部の装置では基板の搭載面に
溝を設けて、気体の流入が少しでもスム−スにいくよう
に工夫した例があるが、前出の表面積を小さくする見地
からは好ましくないと共にプッシャのシ−ル部材で発生
した塵埃を小部屋内に持ち込むことになり必ずしも良い
解決策とはならない。

【０００５】このため本発明では基板搭載面の形状を工
夫してプッシャそのものを廃止した。真空内での基板の
受け渡しにおいては、例えばロ−ドロック部にある基板
を装置の真空中に設けたハンドリグのためのア−ム上に
移し替える場合には、小部屋を形成していた基板搭載面
（ステ−ジ）を下降させる際に中間位置で一旦停止させ
る。次にア−ムを基板搭載面と干渉しないように基板の
下部に挿入してから、改めて基板搭載面を最下段の位置
まで下降させる。また逆の方向に基板を搬送する場合に
はこれとまったく逆に操作すれば、基板を基板搭載面上
に受け取ることが出来る。基板を受け取ったのち、基板
搭載面を最上段まで上昇させて小部屋を形成し、この小
部屋に対してＮ₂ガス等を導入して大気圧に戻す。次に
小部屋の側面に設けたゲ−トバルブを開けて、大気中に
設けたロ−ダによって基板を大気中に取り出す。この際
はロ−ダ自身に基板下に挿入して上昇する機能を持たす
ことにより、プッシャを設ける必要を無くした。逆にロ
−ダ側から基板を小部屋内に搬入する場合は、ロ−ダが
基板搭載面上に侵入した後下降して基板を置いて来るよ
うにすれば良い。また本方式によった場合でも枚葉式真
空処理装置に対して、ロ−ドロック部を搬入だけを担当
するものと搬出だけを担当するものとを別個に２つもう
けたり、１つのロ−ドロック部で搬入も搬出も行えるよ
うにしても何ら差し支えない。

【０００６】

【作用】上記に説明した方法によれば、基板下面にア−
ムやロ−ダを挿入するための気体が十分に出入り可能な
空間を有することにより、真空排気中に基板がずれた
り、大気開放後に基板が搭載面に吸着したりすることが
ない。またプッシャを基板下面、言い替えれば大気真空
を繰り返すロ−ドロックのために形成した小部屋の中に
設ける必要が無く、摺動部そのものを無くすことができ
るので塵埃の発生の無い，基板のロ−ドロックに好適な
小部屋を形成できる。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１を用いて説明
する。図１は枚葉式真空処理装置のロ−ドロック部の断
面を示した略図である。１はロ−ドロックチャンバ、２
はステ−ジであり、３のシリンダの軸である３´により
上下方向に駆動できる。また、シリンダ３はシリンダ４
と筐体どうしを繋がれており、シリンダ４の駆動軸４´
を保持して位置を固定している。いわゆる、ダブルロッ
ドシリンダを利用した構成とした。５は真空中の基板を
搬送するためのア−ムであり、基板搭載部を旋回する部
材の先端の下部に釣上げて持つ形状とした。ア−ム５の
旋回の駆動装置が６である。７は搬送チャンバであり、
１３は搬送チャンバ７のフタである。９は大気中との基
板の出し入れをする場合に矩形の開口部を開放できるよ
うな構造を有するゲ−トバルブであり、内部の詳細な構
造は省略した。１０が搬送される基板であり、処理面を
上にして水平に搬送される。１１はロ−ドロックチャン
バ１のメンテナンス用のフタであり、１２のノゾキマド
を組み込んだ構造とした。１９はステ−ジ２を組み込む
ためのフタであり、駆動軸４´を支持する２０のブラケ
ットを取付けた。２１、２２はそれぞれ直動のためのシ
−ル機構と回転シ−ル機構であり、本実施例ではＯリン
グを二重に設けた。また図１のなかで黒点で示したもの
はシ−ル材であり、特に説明のための番号を付していな
い。

【０００８】ロ−ドロックチャンバ１と搬送チャンバ７
とを一体とし、同一部材で形成してもよい。またア−ム
５は本実施例の形状に限らず、ステ−ジ２と干渉するこ
と無く基板１０の受け渡しができれば、単なる平板構造
としてもよい。ステ−ジ２の駆動に本実施例ではダブル
ロッドシリンダをもちいたが、電動を利用した駆動機構
としてもよい。ア−ム５は本実施例では旋回駆動して搬
送する方式としたが、複数の節を持つロボットア−ムと
してもよい。さらに、シ−ル機構にベロ−ズや運動導入
機を用いた構造としても本発明に何ら変わることはな
い。

【０００９】他の方式としてこの旋回するア−ム自体に
上下する機構を追加してステ−ジとの基板の受け渡しを
可能とすることもできるが、ア−ムは他の位置に設けた
プロセスチャンバへの搬入搬出も担当しており、通常こ
れらプロセスチャンバにおいてはプロセス処理の安定化
のために基板搭載面の形状を最適化することをするた
め、ア−ム５を上下させて基板を受けわたすのに都合の
よい基板搭載面の形状とすることはできない。このため
プロセスチャンバでの基板の受け渡しでは、プロセス処
理への影響を軽微とするため細いピン状の複数のプシャ
を用いて基板の持ち上げをして搬送するのが普通であ
り、ア−ムに対しては上下する機構は不要である。さら
には水平方向と上下方向にア−ムを駆動すると機構が複
雑となり信頼性の点でも不利である。このため本実施例
では、ロ−ドロックチャンバ２での基板受け渡しのため
の上下方向のうごきはステ−ジ２に担当させた。

【００１０】つぎに図１〜図３を用いて、真空中のア−
ム５に搭載された基板１０を大気中に取り出すときの動
作を説明する。まず図１のようにア−ム旋回駆動装置６
を動作させて、ステ−ジ２の上にア−ム５を挿入する。
この際シリンダ３および４に対してそれぞれの駆動軸、
３´および４´は引き込んだ状態であり、ステ−ジ２は
最下段となっている。つぎに、図２に示すようにシリン
ダ４を駆動させて駆動軸４´を下方に突き出すことによ
り、ステ−ジ２を上昇させて上部の基板搭載部に基板１
０を受け取る。この状態から図３に示すようにア−ム５
を退避させて、シリンダ３の駆動軸３´を上方に突き出
すことにより、基板搭載面以外の外周部でシ−ルする位
置までステ−ジ２を上昇させて小部屋８を形成する。小
部屋８には真空から大気圧にもどすためのリ−ク機構
（図示せず）や大気圧から真空排気するための排気手段
（図示せず）が設けられていることは言うまでもない。
図３の状態でこのリ−ク機構を動作させて小部屋８の内
部を大気圧に戻す。そののちゲ−トバルブ９を開放し、
大気中に設けたロ−ダ１４で外に取り出す。ロ−ダ１４
は水平方向と上下方向の両方に駆動できるようにしたた
め、基板１０の下方へ侵入させ真空チャックを駆動させ
ながら上昇させて基板１０を握かみ水平方向移動して取
りだすことができる。

【００１１】大気中から真空中へ基板を搬入する場合に
は、ロ−ダ１４をまたっく逆に動作させて、基板をステ
−ジ２の基板搭載部に乗せたのちゲ−トバルブ９を閉
じ、小部屋８を形成し、前出の排気手段を用いて真空排
気する。ある決めた圧力（例えば真空から１００Ｐａ）
まで排気したのちステ−ジ２を中間位置まで下降させて
ア−ム５を挿入し、ステ−ジ２を最下段まで下降させ
て、基板をア−ム５に搭載させることが可能である。

【００１２】つぎに図４〜図６を用いて第２の実施例を
説明する。図４において、図１と同一番号を記入したも
のについては説明を省略する。３゛はシリンダ３の駆動
軸であるが内部を中空としステ−ジ２´の表面まで連続
させて貫通させるとともに、下部に１６のバルブと連結
させた。１７はフレキシブルチュ−ブであり、小部屋８
の排気配管として駆動軸３゛を設けた。この構造を採用
することにより、前出の小部屋８の排気手段の排気口を
基板１０に対して同軸上直下に配設せつっすることが可
能となり、従来の側壁に排気口を設けた場合に比べて小
部屋８内の排気による気流の流れがスム−スになり、排
気による基板の位置ずれの頻度を低減することができ
た。また小部屋８の内部を基板１０の上方から見た図が
図６であり、図６を搬送チャンバ７がわから見た図が図
７である。ステ−ジ２´の基板搭載部を１５の基板周囲
抑えで形成し、文字どうり基板１０の周辺を下部で支え
る構造とした。本実施例では、ステ−ジ２´の基板搭載
部を基板周囲抑え１５のように突出させて設けたがステ
−ジ２´の母材そのものを切削してロ−ダ１４の侵入す
るスペ−スや基板１０を乗せた場合の周辺抑え部を形成
してもよい。むしろ表面積を低減する見地からはそうし
た方が好ましい。

【００１３】

【発明の効果】本実施例によれば、小部屋８を形成し真
空排気や大気圧リ−クする際に基板１０の直下にプッシ
ャのような摺動するものが無く、そのための塵埃の発生
が無く基板の処理にたいして有利となるとともに、真空
排気やリ−ク処理が素早く出来るため生産効率を律速し
ないメリットがある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の枚葉式真空処理装置の要部
の縦断面図である。

【図２】図１において、基板をステージが受取った状態
の縦断面図である。

【図３】図１において、アームを退避させた後、ステー
ジが上昇して小部屋を形成した状態の縦断面図である。

【図４】本発明の他の実施例の枚葉式真空処理装置の要
部の縦断面図である。

【図５】図４のステージの平面図である。

【図６】図４のステージの側面図である。

【符号の説明】

１…ロ−ドロックチャンバ、２…ステ−ジ、３…シリン
ダ、４…シリンダ、５…ア−ム、６…ア−ム旋回駆動装
置、７…搬送チャンバ、８…小部屋、９…ゲ−トバル
ブ、１０…基板、１１…フタ、１２…ノゾキマド、１３
…フタ１４…ロ−ダ、１５…基板周囲抑え、１６…バル
ブ、１７…フレキシブルチュ−ブ、１８…継手、１９…
フタ、２０…ブラケット、２１…シ−ル機構、２２…回
転シ−ル機構。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 牧野 昭孝 山口県下松市大字東豊井794番地 株式会 社日立製作所笠戸工場内 (72)発明者 田村 直行 山口県下松市大字東豊井794番地 株式会 社日立製作所笠戸工場内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ステ−ジが上昇して封止することにより大
   気と連通させる小部屋を形成するロ−ドロック機構を用
   い、基板を一枚ずつ搬入して減圧下で処理する枚葉式真
   空処理装置において、前記ステ−ジを上下方向に２段階
   駆動するように設け、大気中のロ−ダが上下方向に２段
   階駆動するように設けたことを特徴とする枚葉式真空処
   理装置。