JPH0733575B2 - 真空処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、例えばイオン注入装置、エッチング装置、
膜形成装置であって、真空中で基板を処理するための処
理室と、それと大気側との間で基板を出し入れするため
の真空予備室とを有する真空処理装置に関する。

〔背景となる技術〕

第７図は、この発明の背景となる真空処理装置の一動作
状態を示す断面図である。

この装置においては、真空中で基板（例えばウェーハ。
以下同じ）２を処理（例えばイオン注入）するための処
理室４の底部に、基板２をこの処理室４と大気側との間
で出し入れするための真空予備室６が隣接されている。
処理室４は図示しない高真空ポンプによって、真空予備
室６は粗引きポンプ（例えばロータリーポンプ）16によ
って、それぞれ真空排気される。

なお、この明細書において、高真空ポンプとは、高真空
領域（10^-1Pa〜10^-5Pa程度）で作動する真空ポンプをい
い、粗引きポンプとは、大気圧から高真空ポンプから作
動可能になる圧力まで排気するポンプをいう（JIS Z812
6参照）。

そして、真空予備室６の上部には処理室４との間を仕切
る上部弁８が、下部には大気側との間を仕切る下部弁10
が、それぞれ設けられている。

上部弁８は、処理室４上に設けられたエアシリンダ（両
ロッドシリンダ）12によって、大気側から昇降され開閉
される。13は、上部弁８が不本意に開かないようにする
ロック機構である。

下部弁10は、エアシリンダ24によって支柱20を介して昇
降され開閉される。

下部弁10の上部には、基板２を載せる基板載置台18が設
けられており、この基板載置台18は、デュアルストロー
クシリンダ22によって基板２のハンドリング等のために
２段階に昇降させられる。

この装置の動作例を簡単に説明すると、第７図は下部弁
10が開いた状態を示し、この状態で先に処理済の基板２
を図示しない搬送アームで取り出した後、未処理の基板
２を基板載置台18上に載せる。

次いで、デュアルストロークシリンダ22によって基板載
置台18を降下させて基板２を下部弁10上に載せ、エアシ
リンダ24によってこの下部弁10を上昇させて閉じた後、
粗引きポンプ16によって真空予備室６内の真空排気を行
う。

真空予備室６内が所定の真空度になると、エアシリンダ
12によって上部弁８を上昇させて開き、真空予備室６を
処理室４に開放する。

その状態で、デュアルストロークシリンダ22を動作させ
て基板載置台18を大きく上昇させ、図示しないロードア
ームを基板載置台18の位置まで移動させ、そして基板載
置台18を降下させて基板２をロードアーム上に載せ、こ
れによって処理室４内の所定の処理場所へ搬送する。

これと並行して、ロードアームの下側に位置する図示し
ないアンロードアームが、先に処理済の基板２を基板載
置台18上まで搬送して来るので、デュアルストロークシ
リンダ22によって基板載置台18を上昇させてそれを受け
取り、そして各アームは待機位置に移動する。

その後は、基板載置台18を降下させかつ上部弁８を閉じ
た後、真空予備室６内を大気圧状態に戻して下部弁10を
開くと第７図の状態に戻る。

以降は必要に応じて、上記と同様の動作が繰り返され
る。

〔発明の目的〕

上記装置においては、真空予備室６内は、粗引きポンプ
16で粗引きを行うのみであり、高真空にはならない。

従って、上部弁８を開いて真空予備室６を高真空に排気
された処理室４に開放すると、その影響で処理室４内の
真空度が一時的に低下（悪化）するが、これが好ましく
ない場合がある。

例えば、このような装置を二つ、その処理室４を共通に
して、あるいは真空弁を介さずに互いに連通させて使う
場合があり（これはいわゆるデュアルタイプと呼ばれる
ものである）、そのとき、スループットを出来るだけ高
くするために、処理室４内において基板２を処理中（例
えばイオン注入中）に真空予備室６を処理室４に開放し
て基板２のハンドリングを行う場合がある。

このとき、上記のように真空予備室６内の真空度が悪く
て処理室４内の真空度が低下すると、基板２に対するイ
オン注入等の処理に悪影響が出る。

これを解決するためには、例えば粗引きポンプ16の前段
に高真空ポンプを設ける等して、真空予備室６内を処理
室４内と同程度以上の真空度に排気すれば良いが、上記
のような構造では、真空予備室６の排気口14の断面積が
大きく取れないためそこのコンダクタンスが悪く、従っ
て真空予備室６内を高真空にしかも短時間で排気するこ
とが難しいという問題がある。

そこでこの発明は、このような点を改善して、真空予備
室内を高真空にしかも短時間で排気することが出来るよ
うにした真空処理装置を提供することを主たる目的とす
る。

〔目的達成のための手段〕

上記目的を達成するため、この発明の真空処理装置は、
前述したような真空予備室の下部に高真空ポンプによっ
て排気される高真空室を隣接させ、かつこの高真空室と
真空予備室との間を仕切る下部弁であって基板の直径よ
りも大きくかつ基板載置台を兼ねるものおよびそれを大
気側から昇降させて開閉する機構を設け、かつ真空予備
室の側壁部に基板搬出入口を設けてそこを真空弁で仕切
ったことを特徴とする。

〔作用〕

上記構成によれば、下部弁は基板の直径よりも大きいと
いう大口径であるので、それを上昇させて開くと、真空
予備室と高真空室とは下部弁の外周部全体という大面積
で連通する。即ち両者の連通部のコンダクタンスは非常
に大きい。

従って、高真空室を介して、真空予備室内を高真空にし
かも短時間で排気することができる。

また、子真空予備室内と大気側との間の基板の搬送は、
真空予備室の側壁部に設けた基板搬出入口を経由して行
われる。

〔実施例〕

第１図は、この発明の一実施例に係る真空処理装置の一
動作状態を示す断面図である。この図は、第７図の装置
を横から見た断面図に相当する。第２図ないし第６図
は、それぞれ、第１図の装置の他の動作状態を示す断面
図である。第７図の例と同一または相当する部分には同
一符号を付し、以下においては先行例との相違点を主に
説明する。

この実施例においては、前述したような処理室４の底部
に隣接された真空予備室６の下部に、高真空室26を隣接
させており、そしてその側壁部に高真空ポンプ28を取り
付けている。

この高真空ポンプ28は、高真空室26内およびそれぞれに
連通された真空予備室６内を処理室４内と同程度以上の
高真空に排気することが出来るものであれば良く、これ
には例えばターボ分子ポンプやクライオポンプ等が利用
できる。

この高真空室26と真空予備室６との間は、下部弁30によ
って仕切るようにしている。

下部弁30は、基板２の直径よりも大きく、かつ基板載置
台を兼ねるものであり、この例ではその上面の３箇所に
（図には２箇所のみ現れている）基板受け32を設けてい
る。

この下部弁30は、高真空室26の下部に設けられたエアシ
リンダ24によって昇降され開閉される他、更にデュアル
ストロークシリンダ22によって２段階に昇降させられ
る。

また、真空予備室６の側壁部には基板搬出入口34を設け
てそこを真空弁（図示例はフラップ弁）36で仕切るよう
にしている。

真空予備室６と処理室４との間は、先行例と同様に、上
部弁８をエアシリンダ12によって昇降させて仕切るよう
にしている。なお、エアシリンダ12の上部には先行例の
場合と同様にロック機構13を設ける方が好ましいが、こ
こではその図示を省略している。

動作例を説明すると、通常は、処理室４内は図示しない
高真空ポンプによって、高真空室26内は高真空ポンプ28
によって、それぞれ常時排気が行われている。

第１図は、真空予備室６内が大気圧で、真空弁36が開い
た状態を示しており、この状態で、先行の処理済の基板
２を外部の搬送アーム38によって取り出した後、次の未
処理の基板２を同搬送アーム38によって真空予備室６内
に搬入し、それを下部弁30上に（より具体的にはその基
板受け32上に）載せる。

次いで、第２図に示すように、真空弁36を閉じ、粗引き
ポンプ16によって真空予備室６内の粗引きを行い、そこ
が所定の真空度に達すると弁15を閉じる。

次いで、第３図に示すように、エアシリンダ24によって
基板２を載せた下部弁30を上昇させて開き、高真空室26
と真空予備室６とを連通させる。そして真空予備室６内
を、矢印Ａに示すように、高真空室２を介して高真空ぽ
んぷ28で真空引きする。

その場合、真空予備室６と高真空室26とは、基板２の直
径よりも大きい大口径の下部弁30の外周部全体という大
面積で連通するため、両者の連通部のコンダクタンスは
非常に大きい。従って、真空予備室６内を高真空にしか
も短時間で排気することができる。

そして真空予備室６内が所定の高真空になると、第４図
に示すように、上部弁８をエアシリンダ12によって上昇
させて開き、真空予備室６を処理室４に開放する。

このとき、真空予備室６内は上記のように高真空に排気
されているので、処理室４内の真空度低下の問題は起こ
らない。従って例えば、このような装置を二つ前述した
ようにデュアルタイプとして使用し、処理室４内の他の
場所において基板２を処理中に真空予備室６を処理室４
に開放しても、基板２の処理に悪影響が及ぶことはな
い。また真空予備室６内の高速排気が可能なので、上記
のようにしてもスループットが低下することもない。

その後は例えば、第５図に示すように、デュアルストロ
ークシリンダ22の上部シリンダ22aおよび下部シリンダ2
2bを動作させて、基板２を載せた下部弁30を上側搬送位
置まで上昇させ、そのレベルにあるロードアーム40を下
部弁30の位置まで移動させ、その状態でデュアルストロ
ークシリンダ22の下部シリンダ22bおよびエアシリンダ2
4を動作させて下部弁30を降下させ、基板２をロードア
ーム40上に載せる。

次いで、上記ロードアーム40を処理室４内の所定の処理
場所へ移動させると、ロードアーム40の下側にあってこ
れと連動するアンロードアーム42（第６図参照）が、前
期処理場所から先に処理済の基板２を載せて下部弁30の
位置まで来る。

次いで、第６図に示すように、エアシリンダ24を動作さ
せて下部弁30をアンロードアーム42に対応するレベルま
で上昇させ、アンロードアーム42から基板２を受け取
る。そしてロードアーム40およびアンロードアーム42は
所定の待機位置に移動する。

次いで、デュアルストロークシリンダ22の上部シリンダ
22aおよびエアシリンダ24を動作させて下部弁30を降下
させて閉じ、かつエアシリンダ12によって上部弁８を降
下させて閉じると、第２図と同様の状態になる。

そして、真空予備室６内に例えば窒素ガスを導入して待
機圧状態に戻した後、真空弁36を開いて、真空予備室６
内の処理済の基板２を外部の搬送アーム38で取り出した
状態が第１図の状態である。

このとき、処理室４内の処理場所では、未処理の基板２
に対してイオン注入等の処理が並行して行われている。

以降は必要に応じて、上記のような一連の動作が繰り返
される。

なお、上記実施例は主としてイオン注入装置の場合の例
であるが、この発明の真空処理装置がイオン注入装置以
外のもの、例えばエッチング装置、膜形成装置等にも適
用することができるのは勿論である。

〔発明の効果〕

以上のようにこの発明によれば、下部弁を開くと真空予
備室と高真空室とは大面積で連通するため、両者間のコ
ンダクタンスは非常に大きく、従って真空予備室内を高
真空にしかも短時間で排気することができる。

その結果、真空予備室を処理室に開放した場合の処理室
内の真空度低下を防止することができる。また、真空予
備室内の高速排気が可能なので、スループットが低下す
ることもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例に係る真空処理装置の一
動作状態を示す断面図である。第２ないし第６図は、そ
れぞれ、第１図の装置の他の動作状態を示す断面図であ
る。第７図は、この発明の背景となる真空処理装置の一
動作状態を示す断面図である。 ２……基板、４……処理室、６……真空予備室、８……
上部弁、12……エアシリンダ、16……粗引きポンプ、22
……デュアルストロークシリンダ、24……エアシリン
ダ、26……高真空室、28……高真空ポンプ、30……下部
弁、34……基板搬出入口、36……真空弁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】真空中で基板を処理するための処理室と、
   この処理室の底部に隣接されていて基板を処理室と大気
   側との間で出し入れするための真空予備室と、この真空
   予備室と処理室との間を仕切る上部弁およびそれを大気
   側から昇降させて開閉する機構とを備える真空処理装置
   において、前記真空予備室の下部に高真空ポンプによっ
   て排気される高真空室を隣接させ、かつこの高真空室と
   真空予備室との間を仕切る下部弁であって基板の直径よ
   りも大きくかつ基板載置台を兼ねるものおよびそれを大
   気側から昇降させて開閉する機構を設け、かつ真空予備
   室の側壁部に基板搬出入口を設けてそこを真空弁で仕切
   ったことを特徴とする真空処理装置。