JPH0748364B2 - ウエハの真空処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】本発明は、ウエハの真空処理装置
に関する。 【０００２】 【従来の技術】半導体ウエハに対して真空中内で例えば
イオン注入等の処理を行う場合、真空処理室内を真空引
きするには長い時間を要するため、予備真空室を介して
真空処理室内へのウエハの搬入、搬出を行い、真空処理
室内については真空雰囲気を維持するようにしている。 【０００３】従来真空処理室内にウエハを搬入、搬出す
る方法としては、 （１）大気中から予備真空室を介して真空処理室に至る
ウエハの傾斜案内手段と、真空処理室から別の予備真空
室を介して大気中に至る別の傾斜案内手段とを設け、ウ
エハの自重により前記傾斜案内手段を用いて順次下方に
案内する方法、 （２）特開昭５７−２０５９５５号公報に開示されてい
るように大気中、予備真空室内、真空処理室内に夫々搬
送ベルトを設け、これら搬送ベルト間で順次にウエハの
受け渡しを行う方法等が知られている。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら傾斜案内
手段を用いた上記（１）の方法では、搬送のための駆動
機構が不要であるという利点はあるが、ウエハにフォト
レジスト層を形成した場合、搬送途中でひっかかりを生
じて作業が中断することがあるし、またストッパにより
ウエハを停止させる際ウエハ端部の破壊等によりパーテ
ィクルが発生する等の問題がある。 【０００５】また搬送ベルトを用いた上記（２）の方法
では、次のような問題がある。即ち、予備真空室を所定
の真空度まで真空引きする場合、予備真空室に露出して
いる表面から吸着物質が飛散するため、予備真空室の容
積が大きい程、あるいは表面積が大きい程真空引きに要
する時間が長くなる。しかしながら上記の（２）の方法
の場合予備真空室内に搬送ベルト、ローラ、支持枠等の
機構が設置されるため、その分予備真空室の容積及び表
面積が大きくなって、予備真空室の真空引きに時間がか
かり、ウエハの搬送作業効率が低くなっている。 【０００６】本発明はこのような事情のもとになされた
ものであり、その目的は、ウエハの搬送を高い作業効率
で行うことのできる真空処理装置を提供することにあ
る。 【０００７】 【課題を解決するための手段】本発明は、ウエハを外部
から第１の予備真空室を介して真空処理室内の真空処理
用のウエハ載置部に搬入し、真空処理後に第２の予備真
空室を介して外部に搬出する真空処理装置において、前
記第１の予備真空室及び第２の予備真空室の各々と真空
処理室の一部との間を連通するように各予備真空室の底
面に形成された開口部と、前記第１の予備真空室及び第
２の予備真空室毎に夫々設けられ、昇降動作によって前
記開口部を開閉すると共に、ウエハを予備真空室と真空
処理室の一部との間で移動させるための第１の蓋体及び
第２の蓋体と、 前記真空処理室側に夫々設けられ、前記
第１の蓋体及び第２の蓋体を昇降させる昇降機構と、ウ
エハを水平に載置するように前記蓋体の上面に設けられ
たウエハ載置部と、水平方向に開閉自在であって、ウエ
ハを保持し、その開閉動作と前記蓋体の上面のウエハ載
置部及び真空処理用のウエハ載置部の各昇降動作とによ
ってウエハ載置部との間でウエハの受け渡しを行う２組
の保持アームと、を備え、前記２組の保持アームは、互
いに連動して夫々第１の蓋体のウエハ載置部にある処理
前のウエハを真空処理用のウエハ載置部へ、及びこの真
空処理用のウエハ載置部にある処理後のウエハを第２の
蓋体のウエハ載置部へ同時に搬送するように構成された
ことを特徴とする。 【０００８】 【０００９】 【作用】外部から処理前のウエハを第１の予備真空室内
に搬入して、第１の蓋体上のウエハ載置部に載置し、こ
の蓋体を降下させて真空処理室内に搬入する。次いで既
に処理された、真空処理のためのウエハ載置部例えばイ
オン注入部のプラテン上のウエハと、前記第１の蓋体上
の処理前のウエハとを２組の保持アームにより同時に保
持し、これら保持アームを水平に移動させて、処理前の
ウエハを例えば前記プラテン上に、プラテン上の処理後
のウエハを第２の蓋体上のウエハ載置部に搬送する。そ
して第２の蓋体を上昇させて、処理後のウエハを第２の
予備真空室内に搬入し、ここから外部へ取り出す。 【００１０】 【実施例】図１、図２は夫々本発明の実施例を示す概略
断面図及び概略平面図であり、この実施例では、真空処
理室１の両側に第１の予備真空室２及び第２の予備真空
室３が設置されると共に、外部には、図示しないウエハ
カセットと予備真空室２、３との間で、例えば進退動作
と水平面における回転動作との組み合わせによりウエハ
の転送を行う転送手段１０Ａ、１０Ｂが設置されてい
る。これら予備真空室２、３の構成は同一であるため、
一方の予備真空室２について説明すると、予備真空室２
には外部（大気中）との間の気密を保持するゲートバル
ブ２１が設けられ、これを開くことによりウエハが外部
との間で転送手段１０Ａを介して搬出入される。 【００１１】そして前記真空処理室１の一部は、予備真
空室２の下方に位置し（予備真空室３についても同
じ）、予備真空室２の底面には、真空処理室１との間で
ウエハＷを搬出入するための搬出入口（開口部）２２が
形成されている。この搬出入口２２の下方側には、当該
搬出入口２２を開閉するための内部ゲートとしての蓋体
２３が設けられており、この蓋体２３は、例えば油圧装
置や空気圧装置等の駆動機構２４をベローズ２５内に収
納してなる昇降手段４により昇降されて上限位置にて前
記搬出入口２２を塞ぎ、これにより真空処理室１との間
の気密を保持する。前記蓋体２３の上面には、ウエハの
寸法に応じて交換可能なウエハ載置部としてのウエハプ
ラテン２６が設けられ、このウエハプラテン２６の上面
にウエハＷが載置される。この場合プラテンを用いずウ
エハ載置部を兼用する蓋体２３の上にウエハを直接載置
するようにしても良い。 【００１２】なお図１において、第２の予備真空室３に
関する部分においても第１の予備真空室２に関する部分
と同一の符号を付してある。 【００１３】前記真空処理室１の中央部には、真空処理
部例えばイオン注入部５が設置されており、このイオン
注入部５は、ウエハを直接載置し、ウエハの寸法に応じ
て交換可能な真空処理用のウエハ載置部であるウエハプ
ラテン５１と、このプラテン５１を支持する支持台５２
と、プラテン５１上のウエハを押さえるためのウエハ押
え部５３と、支持台５２を回動させて、ウエハを起立し
た状態のイオン注入位置または水平状態の搬送位置とす
るための水平な回動軸５４とを有している。 【００１４】前記回動軸５４は、磁気シールドベアリン
グ５５等を介して真空処理室１の外部に設けた駆動手段
５６により駆動される。前記支持台５２の内部には、イ
オン注入により発生した熱を吸収するように冷媒が循環
するようになっており、冷媒はパイプ５７を介して支持
台５２内を循環する。 【００１５】また前記ウエハ押え部５３は、軸５８を介
して駆動装置５７により制御され、回動軸５４を中心と
して回動して開閉される。なお図中ＩＢはイオンの飛来
方向を示す。前記真空処理室１内には、第１の予備真空
室２から降下したウエハをイオン注入部５の搬送位置
（水平状態時のプラテン５１上の位置）まで搬送すると
共に、当該搬送位置にあるウエハを第２の予備真空室３
の下方位置まで搬送するウエハ搬送手段Ｍが配設されて
いる。この搬送手段Ｍは、所定距離（プラテン２６、５
１上の載置領域の離間距離）だけ水平方向に離れた２枚
のウエハの例えば図中左側周縁部を夫々同時に保持する
ように、互に平行に連結された２本の保持アーム６１、
６２を備えた第１の保持部６と、前記２枚のウエハの例
えば図中右側周縁部を夫々同時に保持するように、互に
並行に連結された２本の保持アーム７１、７２を備えた
第２の保持部７とを有し、これら保持部６、７は、夫々
同期動作する駆動源８１、８２により、例えばステッピ
ングモータ、あるいはブラシレスＤＣモータ等によりベ
ルト等を介して、上述のウエハの搬送を行うに必要な距
離だけ左右方向に移動する。 【００１６】なお前記各保持アーム６１、６２、７１、
７２は、図１に示すように断面が略Ｌ字状となってお
り、従って対応する一対のアームを閉じたとき、ウエハ
を挟持しかつ保持することができるが、アームの動作を
適当に制御することによってウエハを挟持せず、単に保
持することもできる。 【００１７】次に上述実施例の作用について説明する。
今ウエハ転送手段１０Ａにより図示しないカセットから
ウエハＷが取り出されたとすると、第１の予備真空室２
のゲートバルブ２１を開き、前記転送手段１０Ａにより
前記ウエハを予備真空室２内のプラテン２６上に転送す
る。ゲートバルブ２１を開く際には、予備真空室２内に
例えば窒素ガスを封入してから大気圧に解放される。 【００１８】次にゲートバルブ２１を閉じた後（図１の
状態）予備真空室２内を例えば１０^−２Ｔｏｒｒ程度ま
で真空引きにし、昇降手段４を駆動して蓋体２３を降下
させ、プラテン２６上のウエハを搬出入口２２を介して
真空処理室１内に搬入する。（図３の状態）。なお真空
処理室１は常時真空引きされて例えば１０^−６Ｔｏｒｒ
程度の真空度に維持されている。 【００１９】そして予めウエハ搬送手段Ｍのアーム６
２、７２を蓋体２３の通路の左右両側に夫々位置させて
おき、図４の左側に示すようにアーム６２、７２を閉じ
てウエハの左右周縁部を保持する。この状態からウエハ
を搬送するためには、図４の右側に示すように昇降手段
４により蓋体２３を若干降下させる。 【００２０】その後アーム６２、７２によりウエハをイ
オン注入部５のプラテン５１上に搬送し、例えば回動軸
５４によりプラテン５１を昇降させてアーム６２、７２
からプラテン５１への受け渡しが行われる。またこのと
きウエハ押え部５３は開いた状態になっており、ウエハ
がプラテン５１上に載置されると、ウエハ押え部５３が
閉じてウエハを押え、駆動装置５６により支持台５２を
回動させてウエハをイオン注入位置とした後真空処理で
あるイオン注入処理を行なう。 【００２１】更にウエハを搬入位置（プラテン５１が水
平な状態）に戻した後ウエハ押え部５３を解放するが、
このときまでにアーム６２、７２（保持部６、７）を図
１の位置まで戻しておくと共に、次のウエハを第１の予
備真空室２側のプラテン２６上に載置して図１に示す状
態にしておき、アーム６２、７２によりプラテン２６上
のウエハＷ１（図２参照）を、またアーム６１、７１に
よりプラテン５２上のウエハＷ２（図２参照）を夫々保
持して左方側に移動し、夫々プラテン５２及び第２の予
備真空室３側のプラテン２６上に同時に搬送する。この
直後に保持部６、７を右方側に移動して図２に示す位置
に設定し、その後予備真空室２、３における各蓋体２６
を上昇させて予備真空室２、３と真空処理室１との間の
搬入出口２２を閉じる。しかる後第２の予備真空室３内
を例えば窒素ガス等の雰囲気としてからゲート２１を開
き、処理済みのウエハを転送手段１０Ｂにより外部に取
り出す。 【００２２】以上において、アーム（６１、７１）、
（６２、７２）の開閉については、保持部６、７を互に
逆方向に移動させることによって行われ、ウエハの搬送
については、保持部６、７を同方向に移動させることに
よって行われる。 【００２３】 【００２４】 【発明の効果】本発明によれば、予備真空室内に移動手
段専用の部材を設けなくてよいので予備真空室の容積、
表面積を小さくすることができ、このため予備真空室の
真空引きを短時間で行うことができる。２組の保持アー
ムを互に連動させることにより、第１の予備真空室の蓋
体上の処理前のウエハを真空処理用のウエハ載置部へ、
また真空処理用のウエハ載置部上の処理後のウエハを第
２の予備真空室の蓋体へ同時に搬送しているためスルー
プットが高く、またパーティクルの発生も少ない。そし
てこの保持アームは、真空処理室内に位置する蓋体上の
載置部に対してウエハの受け渡しをするものであって、
狭い予備真空室内に進入するものではないから、連動型
の保持アームの構成の自由度が大きいし、予備真空室自
体も保持アームの進入に対応できる大きさに作らなくて
済む。ウエハは第１の予備真空室、真空処理室、第２の
予備真空室へと搬送され、各予備真空室の真空引きの時
間が短かく、また２枚のウエハが同時に搬送されること
から、結局装置全体のスループットが高く、特に短時間
で真空処理が行われる場合例えばイオン注入処理を行う
場合には非常に有効である。 【００２５】

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の実施例を示す概略断面図である。 【図２】本発明の実施例を示す概略平面図である。 【図３】本発明の実施例を示す概略断面図である。 【図４】アームによるウエハの保持の様子を示す説明図
である。 【符号の説明】 １ 真空処理室 ２、３ 予備真空室 ２３ 蓋体 ４ 昇降手段 ５ イオン注入部 ６、７ 保持部 ６１、７１、６２、７２ 保持アーム Ｗ ウエハ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）ウエハを外部から第１の予備真空室を介して真空
   処理室内の真空処理用のウエハ載置部に搬入し、真空処
   理後に第２の予備真空室を介して外部に搬出する真空処
   理装置において、 前記第１の予備真空室及び第２の予備真空室の各々と真
   空処理室の一部との間を連通するように各予備真空室の
   底面に形成された開口部と、 前記第１の予備真空室及び第２の予備真空室毎に夫々設
   けられ、昇降動作によって前記開口部を開閉すると共
   に、ウエハを予備真空室と真空処理室の一部との間で移
   動させるための第１の蓋体及び第２の蓋体と、 前記真空処理室側に夫々設けられ、前記第１の蓋体及び
   第２の蓋体を昇降させる昇降機構と、 ウエハを水平に載置するように前記蓋体の上面に設けら
   れたウエハ載置部と、 水平方向に開閉自在であって、ウエハを保持し、その開
   閉動作と前記蓋体の上面のウエハ載置部及び真空処理用
   のウエハ載置部の各昇降動作とによってウエハ載置部と
   の間でウエハの受け渡しを行う２組の保持アームと、を
   備え、 前記２組の保持アームは、互いに連動して夫々第１の蓋
   体のウエハ載置部にある処理前のウエハを真空処理用の
   ウエハ載置部へ、及びこの真空処理用のウエハ載置部に
   ある処理後のウエハを第２の蓋体のウエハ載置部へ同時
   に搬送するように構成されたことを 特徴とするウエハの
   真空処理装置。