JPH07126849A - ロードロック装置 - Google Patents

ロードロック装置

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JPH07126849A
JPH07126849A JP26917593A JP26917593A JPH07126849A JP H07126849 A JPH07126849 A JP H07126849A JP 26917593 A JP26917593 A JP 26917593A JP 26917593 A JP26917593 A JP 26917593A JP H07126849 A JPH07126849 A JP H07126849A
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vacuum
vacuum chamber
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pressure
lock device
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Yoshiki Ariga
芳樹 有賀
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 スパッタリング装置、ドライエッチング装
置、CVD装置、蒸着装置等の真空処理装置の高速タク
トの実現を可能とするロードロック装置を提供すること
を目的としている。 【構成】 荒引排気系が接続された複数の真空チャンバ
ー2、3、4が、処理対象物の支持治具25の搬送路が
形成可能の仕切弁7、8、9、10を介して連設されて
いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、真空処理装置へ処理
対象物を搬入または搬出する為のロードロック装置に関
する。
【0002】
【従来の技術】従来、スパッタリング装置、ドライエッ
チング装置、CVD装置、蒸着装置等の真空処理装置へ
半導体ウエハーその他の処理対象物を搬入または搬出す
る為に、処理対象物を収容可能とした真空チャンバーを
前記真空処理装置へ連設して構成されるロードロック装
置が知られている(例えば、特開昭57−63677
号、特開昭60−221572号、特開昭63−157
870号等)。
【0003】前記真空チャンバーにはロータリーポンプ
その他の荒引排気系が接続され、大気圧にされた真空チ
ャンバー内に処理対象物を収容した後、荒引排気し、然
る後、該真空チャンバーと真空処理装置を連通状態とし
て、真空チャンバー内の処理対象物を真空処理装置側へ
搬送したり、真空チャンバーを荒引排気した後、真空処
理装置と連通状態として、処理対象物を真空チャンバー
側へ搬送することにより、処理対象物を真空処理装置へ
搬入または搬出する都度、該真空処理装置を大気圧にす
る必要を無くし、生産性の向上等を図ったものである。
【0004】前記ロードロック装置を構成した真空チャ
ンバーと真空処理装置の間に、更に別の真空チャンバー
を介設し、該真空チャンバーには、油拡散ポンプ、クラ
イオポンプ、分子ポンプ等とロータリーポンプその他の
バックアップポンプで構成された高真空排気系を接続し
て、バッファ室を構成する場合もあった(特開昭63−
157870号)。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】前記の如くの従来のロ
ードロック装置は1つの真空チャンバーと荒引排気系で
構成されていたので、生産性の向上に限界があった。即
ち、真空処理装置による処理のタクト時間は、ロードロ
ック装置における真空チャンバーを真空処理装置と連通
可能の圧力まで荒引排気系で排気する時間に制限される
為である。
【0006】荒引排気系による排気時間は、排気系の排
気速度と、真空チャンバーの容積で決まるので、荒引排
気系のポンプを大きな排気速度のものとする手段があっ
たが、真空チャンバー内の流体移動が急速になり、処理
対象物に有害なパーティクルの原因となるダストの舞い
上げが生じ、有効ではなかった。
【0007】
【課題を解決するための手段】この発明は前記の如くの
問題点に鑑みてなされたもので、スパッタリング装置、
ドライエッチング装置、CVD装置、蒸着装置等の真空
処理装置の高速タクトの実現を可能とするロードロック
装置を提供することを目的としている。
【0008】斯る目的を達成するこの発明のロードロッ
ク装置は、真空処理装置の処理対象物搬入部または搬出
部に連設されるロードロック装置において、荒引排気系
が接続された複数の真空チャンバーが処理対象物搬送路
の形成が可能の仕切弁を介して連設されていることを特
徴とするロードロック装置である。
【0009】前記複数の真空チャンバーのうち、大気側
に最も近い真空チャンバーは、隣接する真空チャンバー
と、該真空チャンバーと接続した連通管とで荒引排気系
を構成することができる。この場合、連通管にバルブと
流量調整部材を介設することができる。
【0010】
【作用】この発明のロードロック装置によれば、処理対
象物の真空処理装置への搬入、または処理対象物の真空
処理装置からの搬出は、ロードロック装置を構成した複
数の真空チャンバーの圧力を、段階的に異なる圧力領域
に維持して行うことができる。この結果、各真空チャン
バーの、搬送時の圧力変動幅を小さくでき、排気所要時
間を短縮するので、処理対象物の各真空チャンバー内の
滞留時間を短くすることができる。
【0011】また、各真空チャンバーの排気による圧力
変動幅が小さいので、真空チャンバー内のダストの舞い
上がりを防止することができる。
【0012】
【実施例】以下この発明を実施例に基づいて説明する。
【0013】図1はインラインスパッタリング装置に実
施したロードロック装置1で、真空チャンバー2、3、
4を連設して構成してある。各真空チャンバー間および
大気雰囲気に設置されたプラットフォーム5の間並びに
バッファ室となるローディングチャンバー6の間に、夫
々、処理対象物(例えば半導体ウエハー)の搬送路が形
成可能の仕切弁(ゲートバルブ)7、8、9、10が介
設してある。前記ローディングチャンバー6には同様の
仕切弁11を介してスパッタリングチャンバー12が連
設され、更に、このスパッタリングチャンバー12に
は、同様のロードロック装置(図示していない)が連設
されて、インラインスパッタリング装置が構成される。
【0014】前記真空チャンバー2、3は、連通管13
で連通可能としてあり、該連通管13には圧力交換バル
ブ14および流量調整部材としてのオリフィス可変バル
ブ15が介設してある。真空チャンバー2には、更に、
ベントバルブ16を介設したベント配管17が接続して
あり、ベントガス(例えば窒素ガス)を導入して大気圧
に置換できるようにしてある。
【0015】また真空チャンバー3、4には、荒引バル
ブ18、19を介設した荒引配管20、21の一端が接
続してあり、荒引配管20、21の他端は、共通の荒引
ポンプ(ロータリーポンプ)22に接続してある。
【0016】前記ローディングチャンバー6は、メイン
バルブ23を介して、クライオポンプで構成した高真空
排気ポンプ24が接続してあり、ローディングチャンバ
ー6内を高真空領域まで排気可能としてある。
【0017】前記において、各真空チャンバー2、3、
4の容積は、仕切弁の動作領域を含めて、夫々80l、
120l、100lとした。
【0018】上記実施例のロードロック装置1では、半
導体ウエハーその他の処理対象物は、支持治具25によ
り搬送され、ローディング時は、大気圧雰囲気のプラッ
トフォーム5から真空チャンバー2、3、4を経て、ロ
ーディングチャンバー6へ搬送され、次いでスパッタリ
ングチャンバー12へと搬入される。アンローディング
は上記と反対で、ローディングチャンバー6と同様に高
真空排気可能に構成されたアンローディングチャンバー
およびロードロック装置を経て、大気圧雰囲気のプラッ
トフォームへと搬出される。
【0019】以下、図2を参照してローディング時の動
作を詳細に説明する。
【0020】運転に際し、最初の条件として、真空チャ
ンバー2は大気圧にベントされ、真空チャンバー3、4
は荒引配管20、21および荒引ポンプ22による荒引
排気が完了していると共に、荒引ポンプ22は連続運転
されているものとする。またローディングチャンバー6
は高真空の圧力領域に維持されているものとする。
【0021】先ず、仕切弁7を開として支持治具25a
をプラットフォーム5から真空チャンバー2へ搬送し、
次いで仕切弁7を閉として真空チャンバー2を気密状態
とする(図2(a))。以下の説明においても、各仕切
弁は支持治具の通過の直前に開となり、通過の直後には
閉となるものとし、この動作は単に「開閉」として説明
するものとする。
【0022】次に、真空チャンバー2、3を結んだ連通
管13の圧力交換バルブ14を開とする。圧力交換バル
ブ14を開とすると、真空チャンバー2、3は圧力が平
衡するまで、真空チャンバー2は排気され、真空チャン
バー3はベントされることになる。即ち真空チャンバー
3と連通管13が真空チャンバー2に対する荒引排気系
を構成している。平衡する圧力は、真空チャンバー2の
圧力が760Torr、容積が80l、真空チャンバー3の
圧力が10Torr、容積が120lとするとP=(760
×80+10×120)/(80+120)で求まり、
310Torrとなる。
【0023】この場合、オリフィス可変バルブ15のオ
リフィスを設定することによって、各真空チャンバー
2、3の圧力変動の速度を調整することができる。
【0024】真空チャンバー2、3が同じ圧力になった
後、支持治具25aを、仕切弁8を開閉して真空チャン
バー3に搬送する(図2(b))。搬送完了後、真空チ
ャンバー2は、ベントバルブ16を開として大気圧と
し、次の支持治具25bを受け入れる搬送が可能とす
る。一方、真空チャンバー3は、荒引バルブ18を開と
して、荒引ポンプ22により所定の圧力まで排気する。
所定の圧力とは要求されるタクト時間等により決まる圧
力である。
【0025】真空チャンバー3が所定の圧力までの荒引
を完了したならば、仕切弁9を開閉して、支持治具25
aを真空チャンバー4へ搬送する(図2(c))。仕切
弁9の開閉の際に、真空チャンバー3、4は同じ圧力の
平衡状態となる。
【0026】搬送完了後、真空チャンバー3は、荒引バ
ルブ18を閉として、次の支持治具25bを受け入れ可
能の状態とする。一方、真空チャンバー4は、荒引バル
ブ19を開として荒引ポンプ22による排気を更に行
い、真空チャンバー4の容積とローディングチャンバー
5側の高真空排気ポンプ24の排気能力によって決まる
圧力(実施例の場合数100m Torr)まで荒引きを行
う。
【0027】前記の荒引バルブ19を閉とした後、プラ
ットフォーム5と真空チャンバー2の間では、次の支持
治具25bを前記と同様の動作で搬送し、かつ真空チャ
ンバー2の荒引きを行う。
【0028】一方、真空チャンバー4の荒引きが所定の
圧力まで行なわれた後には、荒引バルブ19を閉とし、
仕切弁10を開閉して、支持治具25aをローディング
チャンバー6へ搬送する(図2(a))。また、これと
同時に、真空チャンバー2内の支持治具25bは、仕切
弁8を開閉して真空チャンバー3へ搬送すると共に、荒
引バルブ18を開として、前記と同様に、真空チャンバ
ー3内を荒引きする。真空チャンバー2はベント作業を
行い、次の支持治具25cの受け入れ動作に移行する。
【0029】以上のように、支持治具を搬入された真空
チャンバーは圧力が高真空側へ移行するように排気し、
支持治具が搬出された真空チャンバーは圧力が大気圧側
に移行するようにベントし、支持治具を順次搬送するこ
とができる。各真空チャンバーの圧力の変動する幅は、
一つの真空チャンバーによるロードロック装置に比べ
て、小さくできるので、それだけ排気又はベントに要す
る時間を短縮し、支持治具を介する処理対象物の搬送に
おけるタクト時間を短縮することができる。
【0030】図3は実施例のロードロック装置1の排気
特性を示したものである。図において四角は真空チャン
バー2の圧力、丸は真空チャンバー3の圧力、三角は真
空チャンバー4の圧力を夫々示している。
【0031】真空チャンバー2は大気圧から数百Torrの
領域、真空チャンバー3は数百Torrから約10Torrの領
域、真空チャンバー4は約10Torrから数百m Torrの領
域で、排気およびベントで圧力変動している。真空チャ
ンバー2の容積が80lもあるにも拘わらず、37秒タ
クトを実現することができ、従来の一つの真空チャンバ
ーによるロードロック装置に比べて約1/3の時間とす
ることができた。
【0032】図4乃至図6はこの発明の他の実施例のロ
ードロック装置であり、図4は前記真空チャンバー2、
3で構成した実施例、図5は前記真空チャンバー3、4
で構成した実施例、図6は前記真空チャンバー4を更に
1室増設した実施例である。更に真空チャンバーを増設
することもタクト時間の短縮に有効であるが、現実に要
求されるタクト時間に対しては2〜4室の真空チャンバ
ーで対応することが可能と考えられる。
【0033】各実施例において、荒引ポンプ22は1台
として、ロードロック装置の簡素化を図っているが、各
真空チャンバーに対して独立した荒引ポンプを接続して
も良い。
【0034】各真空チャンバーにおける圧力変動幅が小
さいので、有害パーティクルの原因となるダストの舞い
上りを防止することができ、処理対象物をダストから保
護することができる。
【0035】尚、真空チャンバー2を大気圧までベント
する場合、ベントガスラインの途中に設けたオリフィス
可変バルブ(図示していない)によってベントガスの流
量を調整し、圧力変化の時間、速度を制御することは勿
論である。
【0036】
【発明の効果】以上に説明の通り、この発明によれば、
複数の真空チャンバーでロードロック装置を構成したの
で、処理対象物の搬送を高速タクトで行うことができ、
真空処理装置の処理能力を有効に利用できる効果があ
る。
【0037】またダストの舞い上がりを防止できるの
で、処理対象物に対する処理品質を高く維持できる効果
がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例の構成図である。
【図2】(a)乃至(d)は実施例の動作を説明する図
である。
【図3】この発明の実施例の排気特性のグラフである。
【図4】この発明の他の実施例の構成図である。
【図5】この発明の更に他の実施例の構成図である。
【図6】この発明の更に他の実施例の構成図である。
【符号の説明】
1 ロードロック装置 2、3、4 真空チャンバー 5 プラットフォーム 6 ローディングチャンバー 7、8、9、10、11 仕切弁 12 スパッタリングチャンバー 13 連通管 14 圧力交換バルブ 15 オリフィス可変バルブ 16 ベントバルブ 17 ベント配管 18、19 荒引バルブ 20、21 荒引配管 22 荒引ポンプ 23 メインバルブ 24 高真空排気ポンプ 25、25a、25b、25c 支持治具

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 真空処理装置の処理対象物搬入部または
    搬出部に連設されるロードロック装置において、荒引排
    気系が接続された複数の真空チャンバーが処理対象物搬
    送路の形成が可能の仕切弁を介して連設されていること
    を特徴とするロードロック装置。
  2. 【請求項2】 大気側に最も近い真空チャンバーは、隣
    接する真空チャンバーと、該真空チャンバーと接続した
    連通管とで荒引排気系が構成してある請求項1記載のロ
    ードロック装置。
  3. 【請求項3】 連通管にバルブと流量調整部材が介設し
    てある請求項2記載のロードロック装置。
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