JPH10189689A - 真空処理装置用搬送システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ごみの発生や残留ガス等による製品汚染を無
くし、高い生産効率と高い製品歩留まりを実現でき、他
の設備との連結や自動搬送化への対応が容易な真空処理
装置用搬送システムを提供する。を提供する。 【解決手段】被処理基板を複数枚収納したカセットを大
気下で載せるローダ部と、該ローダ部に載せたカセット
から前記被処理基板を取り出し搬送する大気搬送手段１
９０と、該大気搬送手段からの前記被処理基板を受け入
れる基板受入れ室と、 複数の真空処理室３０〜６０と
の間で前記被処理基板の受け渡しをする前処理室２０
と、前記大気搬送手段へ処理済みの被処理基板を渡す基
板取出室と、前記前処理室内に配置され、前記基板受入
れ室又は基板取出室と前記複数の真空処理室との間で前
記被処理基板を搬送する真空搬送手段とを具備し、前記
ローダ部と前記大気搬送手段とをそれぞれ清浄度の良い
大気雰囲気に設置した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、真空処理装置用搬
送システムに関するものであり、特に連続スパッタ装置
に用いるに適した真空処理装置用搬送システムに関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の連続スパッタ装置としては、例え
ば、特開昭６０−５２５７４号公報に記載のような、外
形が五角形で減圧排気されるバッファ室と、該バッファ
室と連通し五角形の四辺に対応して設けられバッファ室
を介して減圧排気される４室の処理室と、バッファ室と
連通し五角形の残り一辺に対応して設けられ減圧排気さ
れるローディング室と、試料保持手段を各処荷室とロー
ディング室とに対応した位置で有し試料保持手段をロー
ディング室→各処理室→ローディング室のようにバッフ
ァ室内で順次回転させて移動させる移動手段とを具備し
たものが知られている。

【０００３】このような連続スパッタ装置において、ロ
ーディング室に搬入された試料は、１個毎試料保持手段
に渡され、移動手段による回転移動により各処理室に対
応させられる。試料保持手段に保持された試料は、この
間に、試料の表面に吸着した汚染ガスを除去するベース
処理、スパッタ前の試料表面の酸化物層を除去するスパ
ッタエッチ処理、あるいは薄膜を形成するスパッタ処理
が任意に組合されて処理される。このような処理が終了
した試料は、試料保持手段から取り除かれ１個毎ローデ
ィング室に戻され、その後、ローディング室から搬出さ
れる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のような連続スパ
ッタ装置では、試料のベーク処理、スパッタエッチ処理
時に発生したガスをバッファ室を介して排気するため、
バッファ室並びに各処理室を減圧排気する手段の排気能
力によっては、上記ガスのバッファ室からの排気が不充
分となり、該ガスがスパッタ処理を実施する処理室に廻
り込みクロスコンタミネーションを生じる危険性があ
る。このようなクロスコンタミネーションは、従来のＬ
ＳＩパターン配線膜やゲート膜の形成においては一応無
視できる程度のものであったが、しかし、サブミクロン
オーダーのＬＳＩパターン配線膜やゲート膜の形成にお
いては無視できなくなる。

【０００５】また、カセットの供給動作が複雑となり、
他の設備との連結や自動搬送化への対応が困難である。

【０００６】本発明の目的は、ごみの発生や残留ガス等
による製品汚染を無くし、高い生産効率と高い製品歩留
まりを実現できる真空処理装置用搬送システムを提供す
ることにある。

【０００７】本発明の他の目的は、他の設備との連結や
自動搬送化への対応が容易な真空処理装置用搬送システ
ムを提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の特徴は、被処理
基板を複数枚収納したカセットを大気下で載せるローダ
部と、該ローダ部に載せたカセットから前記被処理基板
を取り出し搬送する大気搬送手段と、該大気搬送手段か
らの前記被処理基板を受け入れる基板受入れ室と、複数
の真空処理室との間で前記被処理基板の受け渡しをする
前処理室と、前記大気搬送手段へ処理済みの被処理基板
を渡す基板取出室と、前記前処理室内に配置され、前記
基板受入れ室又は基板取出室と前記複数の真空処理室と
の間で前記被処理基板を搬送する真空搬送手段とを具備
し、前記ローダ部と前記大気搬送手段とをそれぞれ清浄
度の良い大気雰囲気に設置した、ことにある。

【０００９】本発明によれば、処理室、前処理室をスパ
ッタ装置の本体（保守領域）に、また、ローダ部と大気
搬送手段を清浄領域つまりクリーンルーム内に置くこと
ができる。このため、試料への塵埃の付着を防止でき、
ごみの発生や残留ガス等による製品汚染を無くし、高い
生産効率と高い製品歩留まりを実現できる真空処理装置
用搬送システムを提供することができる。

【００１０】また、他設備と連結し自動搬送ライン化す
る場合でも、装置全体の変更を必要とせず、単にローダ
部と大気搬送手段をスパッタ装置の本体から取り外し新
たに別搬送ラインを取り付けることで容易に対応でき
る。従って、自動搬送化への対応が容易な真空処理装置
用搬送システムを提供すること

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を図１〜
図３により説明する。図１、図２は、本発明の連続スパ
ッタ処理方法が適用される連続スパッタ装置を示すもの
で、バッファ室１０は、外形が五角柱で縦断面で略Ｕ字
形空間を有する。バッファ室１０の五角形の各辺壁に
は、開口１１を有する押付座１２が設けられている。バ
ッファ室１０の五角形の各辺の外側には、各開口１１に
よりバッファ室１０内と連通して前処理室２０と４室の
処理室３０〜６０が配設されている。この場合、処理室
３０は、加熱室であり、赤外線放射ヒータ等の加熱手段
３１が開口１１に対応して設けられている。処理室４
０、５０は、スパッタ室でスパッタ手段４１、５１がそ
れぞれ設けられている。処理室６０は、予備室である。
バッファ室１０内には、回転ドラム７０が、ベアリング
等の回転支承手段７１により回転可能に設けられてい
る。回転ドラム７０は、この場合、動力伝達手段７２、
歯車７３、７４を介してモータ７５を作動させることで
回転させられる。動力伝達手段７２、歯車７３、７４、
モータ７５は、バッファ室１０外に設けられている。回
転ドラム７０には、各開口１１と対応した位置で試料保
持手段８０が、この場合、５個配設されている。

【００１２】試料保持手段８０は、ベローズ等の伸縮手
段９０を介して回転ドラム７０の外周に設けられてい
る。伸縮手段９０は、バッファ室１０内を気密保持する
機能を有している。試料保持手段８０は、試料を被処理
面垂直姿勢にて保持し、該保持は、例えば、爪（図示省
略）の弾性力によりなされる。プッシャ１１０は、バッ
ファ室１０を構成する形状が円筒の内筒１３の中心を略
中心とし放射状に５本設けられている。プッシャ１１０
は、真空封止支承手段１１１により半径方向に往復動可
能であり、該往復動により外側端を試料保持手段８０の
裏面に当接可能となっている。プッシャ１１０の内側端
部と真空室封止支承手段１１１との間でコイルバネ等の
バネ１１２がプッシャ110に環装されている。円錐カム
１１３は、内筒１３の中心を略軸心として設けられてい
る。プッシャ１１０の内側端には、ローラ１１４が設け
られ、ローラ１１４は、バネ１１２のバネ力で円錐カム
１１３の円錐面に常に当接させられている。円錐カム１
１３は、エアーシリンダ等の昇降駆動手段１１５が設け
られている。

【００１３】バッファ室１０の処理室３０〜６０と対応
する各辺壁には、バッファ室１０と処理室３０〜６０と
を連通させる排気口１４が形成されている。処理室３０
〜６０には、各排気口１４を開閉する弁１２０が設けら
れている。弁１２０は、エアーシリンダ等の駆動手段１
２１により開閉弁駆動される。バッファ室１０の底部に
は、Ｌ字形排気管１３０を介して高真空ポンプ１３１が
連結されている。この場合、メインバルブ１３２を開閉
手段（図示省略）により開閉弁駆動することでバッファ
室１０内は高真空排気される。処理室３０〜６０には、
粗引排気管１３３が連結されると共に、処理ガスを導入
可能なようにガス配管１４０が仕切弁１４１、絞り弁１
４２を介して連結されている。

【００１４】図１、図２で、前処理室２０には、試料を
前処理室２０に搬入するベルト搬送装置等の試料搬送手
段２１と、加熱ステーション２２と、エッチステーショ
ン２３と、試料を試料搬送手段２１のプッシャ２１１と
加熱ステーション２２のプッシャ２２１との間で搬送す
る回転アーム搬送装置等の試料搬送手段２４と、試料を
加熱ステーションのプッシャ２２１とエッチステーショ
ンのプッシャ２３１との間で搬送する回転アーム搬送装
置等の試料搬送手段２５と、試料を搬出するベルト搬送
装置等の試料搬送手段２６と、エッチステーション２３
のプッシャ２３１と試料搬送手段２６のプッシャ２６１
との間で試料を搬送する回転アーム搬送装置等の試料搬
送手段２７と、試料の被処理面姿勢を水平上向姿勢と垂
直姿勢との間で変換すると共に試料を試料搬送手段２６
のプッシャ２６１と試料保持手段８０との間で搬送する
リンク機構を用いた搬送装置等の試料搬送手段２８とが
設けられている。

【００１５】前処理室２０の側壁には、Ｌ字形排気管１
３４を介して高真空ポンプ１３５が連結されている。前
処理室２０内は、高真空ポンプ１３５により高真空排気
される。加熱ステーション２２には、赤外線放射ヒータ
等の加熱手段２２２が設けられている。エッチステーシ
ョン２３には、試料電極２３２と対向電極（図示省略）
と対向電極を昇降駆動する駆動手段（図示省略）とプッ
シャ２３１を昇降駆動する駆動手段（図示省略）とスパ
ッタエッチ処理時に試料電極２３２および対向電極を含
む空間を形成する遮へい手段２３３（絶絞材で形成）と
でなるスパッタエッチ手段が設けられている。また、こ
の場合、処理ガスは、対向電極を介して試料電極２３２
に向って放出されるようになっている。空間は差動排気
される。

【００１６】図１、図２で、処理室２０には、試料搬送
手段２１に対応した位置でゲートバルブ等の真空間遮断
手段１５０を介してロード室１６０が設けられている。
ロード室１６０内には、ロード室１６０内で試料を搬送
し真空間遮断手段１５０を介して試料搬送手段２１に試
料を渡すベルト搬送装置等の試料搬送手段１６１が設け
られている。ロード室１６０には、試料搬送手段１６１
と対応した位置でゲートバルブ等の大気真空間遮断手段
１７０が設けられている。大気真空間遮断手段１７０の
大気側には、カセットローダ１８０から試料を受け取り
搬送し大気真空間遮断手段１７０を介して試料を試料搬
送手段１６１に渡すベルト搬送装置等の試料搬送手段１
９０が設けられている。

【００１７】一方、処理室２０には、試料搬送手段２６
に対応した位置でゲートバルブ等の真空間遮断手段１５
１を介してアンロード室１６２が設けられている。アン
ロード室１６２内には、アンロード室６２内で試料を搬
送し真空間遮断手段１５１を介して試料搬送手段２６か
ら試料を受け取るベルト搬送装置等の試料搬送手段１６
３が設けられている。アンロード室１６２には、試料搬
送手段１６３と対応した位置でゲードバルブ等の大気真
空間遮断手段１７１が設けられている。大気真空間遮断
手段１７１の大気側には、カセットアンローダ１８１に
試料を渡し大気真空間遮断手段１７１を介して試料を試
料搬送手段１６３から受け取り搬送するベルト搬送装置
等の試料搬送手段１９１が設けられている。なお、図示
省略したが、ロード室１６０、アンロード室１６２に
は、真空排気手段と真空から大気圧へのリーク手段とが
それぞれ設けられている。

【００１８】図３で、処理室３０〜６０が設けられたバ
ッファ室１０と前処理室２０とロード室１６０とアンロ
ード室１６２は、架台２００上に設置されている。カセ
ットローダ１８０とカセットアンローダ１８１とを含む
筺体２１０は、架台２００に着脱可能に設けられる。こ
れにより、スパッタ装置が設置されるクリーンルームの
仕切壁３００を境にして架台２００側をスパッタ装置の
保守領域に、また、筺体２１０側を清浄領域つまりクリ
ーンルーム内に置くことができる。このため、試料への
塵埃の付着を防止できる。また、他設備と連結し自動搬
送ライン化する場合でも、装置全体の変更を必要とせ
ず、単に筺体２１０を架台２００より取り外し新たに別
搬送ラインを取り付けることで容易に対応できる。

【００１９】図１、図２で、この状態から昇降駆動手段
１１５を作動させ円錐カム１１３を下降させることで、
プッシャ１１０はバネ１１２のバネ力に抗して試料保持
手段８０の裏面に向って移動させられる。この移動の途
中でプッシャ１１０の外側端は、試料保持手段８０の裏
面に当接する。この移動を更に続行することで試料保持
手段８０は押付座１２に向って移動させられ、最終的に
は、押付座１２に当接して押し付けられる。このような
状態では、バッファ室１０内と前処理室２０内との連通
は遮断される。その後、メインバルブ１３２を開弁し高
真空ポンプ１３１を作動させることで、バッファ室１０
内は高真空排気される。また、弁１２０を開弁し排気口
１４を開けることで、処理室３０〜６０内はバッファ室
１０内を介して高真空に排気される。一方、真空間遮断
手段１５０、１５１を閉止して前処理室２０内とロード
室１６０内、アンロード室１６２内との連通を遮断し、
高真空ポンプ１３５を作動させることで前処理室２０内
は高真空排気される。

【００２０】なお、ロード室１６０内、アンロード室１
６２内はリーク手段により大気圧になされ大気真空間遮
断手段１７０、１７１は開けられる。その後、未処理の
試料を収納したカセット（図示省略）をカセットローダ
１８０上にセットし、空のカセット（図示省略）をカセ
ットアンローダ１８１上にセットすることで運転が開始
される。試料搬送手段１９０を作動させることで未処理
の試料はカセットから取り出され大気真空間遮断手段１
７０に向って搬送される。その後、試料搬送手段161を
作動させることで、試料搬送手段１９０により搬送され
てきた試料は、開けられている大気真空間遮断手段１７
０を介して試料搬送手段１６１に渡されてロード室１６
０内に搬入される。その後、大気真空間開閉手段１７０
は閉められ、ロード室１６０内は真空排気される。その
後、真空間遮断手段１５０が開けられ、ロード室１６０
内は前処理室２０内と連通させられる。この状態で、試
料搬送手段１６１を作動させ、試料搬送手段２１を作動
させることで、試料は開けられている真空間遮断手段１
５０を介して試料搬送手段１６１から試料搬送手段２１
に渡されて前処理室２０内に搬入される。

【００２１】その後、真空間遮断手段１５０は閉められ
ロード室１６０内には、上記操作により新たな試料が搬
入される。一方、試料搬送手段２１に渡され、プッシャ
２１１に対応した位置に到達した時点でストッパ２１２
等により搬送を停止される。その後、プッシャ２１１を
上昇させることで、試料は、試料搬送手段２１からプッ
シャ２１１に渡される。その後、試料搬送手段２４の試
料保持部をプッシャ２１１に対応させプッシャ２１１を
下降させることで、試料は、プッシャ２１１から試料搬
送手段２４の試料保持部に渡される。その後、試料搬送
手段２４の試料保持部は加熱ステーション２２のプッシ
ャ２２１に向って移動させられ、該移動は、試料搬送手
段２４の試料保持部がプッシャ２２１と対応する位置に
到達した時点で停止される。その後、プッシャ２２１を
上昇させることで、試料は、試料搬送手段２４の試料保
持部からプッシャ２２１に渡される。その後、試料搬送
手段２４は、上記操作を繰り返し実施可能なように図１
に示す場所に退避させられる。

【００２２】一方、プッシャ２２１は下降させられ試料
は加熱手段２２２により加熱されてベーク処理される。
このベーク処理にて発生したガスは高真空ポンプ１３５
により前処理室２０外へ排気される。ベーク処理完了
後、試料を保持した状態でプッシャ２２１は上昇させら
れる。その後、試料搬送手段２５の試料保持部をプッシ
ャ２２１に対応させプッシャ２２１を下降させること
で、試料は、プッシャ２２１から試料搬送手段２５の試
料保持部に渡される。その後、試料搬送手段２５の試料
保持部はエッチステーション２３のプッシャ２３１に向
って移動させられ、該移動は、試料搬送手段２５の試料
保持部がプッシャ２３１と対応する位置に到達し現時点
で停止される。その後、プッシャ２３１を上昇させるこ
とで、試料は試料搬送手段２５の試料保持部からプッシ
ャ２３１に渡される。その後、試料搬送手段２５は、上
記操作を繰り返し実施可能なように図１に示す場所に退
避させられる。一方、プッシャ２３１は下降させられエ
ッチステーション２３の試料電極上に載置される。

【００２３】その後、対向電極は下降させられエッチス
テーション２３の空間には、処理ガスが導入される。対
向電極と試料電極との間隔は適正間隔に調整、維持さ
れ、電極間に、例えば、高周波電力が印加される。高周
波電力の印加により電極間には放電が生じ、該放電によ
り処理ガスはプラズマ化される。該プラズマにより試料
はスパッタエッチ処理される。スパッタエッチ処理で生
じたガスおよび処理ガスは空間から前処理室２０内に差
動排気されて前処理室２０外へ排気される。スパッタエ
ッチ処理完了後、対向電極は上昇させられる。その後、
プッシャ２３１を上昇させることで、試料は、試料電極
からプッシャ２３１に渡される。その後、試料搬送手段
２７の試料保持部をプッシャ２３１に対応させプッシャ
２３１を下降させることで、試料は、プッシャ２３１か
ら試料搬送手段２７の試料保持部に渡される。

【００２４】その後、試料搬送手段２７の試料保持部
は、プッシャ２６１に向って移動させられ、該移動は、
試料搬送手段２７の試料保持部がプッシャ２６１に対応
する位置に到達した時点で停止される。その後、プッシ
ャ２６１を上昇させることで、試料は、試料搬送手段２
７の試料保持部からプッシャ２６１に渡される。その
後、試料搬送手段２７は、上記操作を繰り返し実施可能
なように図１に示す場所に退避されられる。

【００２５】一方、プッシャ２６１に渡された試料は、
試料搬送手段２８の試料保持部（例えば、爪により機械
的に保持）に渡される。試料搬送手段２８の試料保持部
に渡された試料は、被処理面姿勢を水平上向姿勢から垂
直姿勢に変換された後に、バッファ室１０内と前処理室
２０内との連通を遮断している試料保持手段８０に渡さ
れる。その後、試料搬送手段２８は、上記操作を繰り返
し実施可能なように図２に示す状態に戻される。その
後、昇降駆動手段１１５を作動させ円錐カム１１３を上
昇させることで、プッシャ１１０は、バネ１１２のバネ
力により円筒１３の中心に向って移動させられる。該移
動により押付座１２への試料保持手段８０の押し付けお
よび試料保持手段８０の裏面へのプッシャ１１０の当接
は解除される(図１、図２)。この状態で、モータ７５を
作動させ回転ドラム７０を図１では反時計回り方向に１
／５周回転させることで、試料を保持した試料保持手段
８０は、処理室３０の開口１１に対応させられ、また、
試料を保持していない試料保持手段８０が、前処理室２
０の開口１１に対応させられる。

【００２６】その後、上記操作により試料保持手段８０
は、押付座１２に押し付けられ、これにより、バッファ
室１０内と前処理室２０内との連通は遮断される。処理
室３０で試料は加熱され、一方、カセットからロード室
１６０内を通り前処理室２０内には上記操作により新た
な試料が搬入され、該試料はベーク処理、スパッタエッ
チ処理された後に試料搬送手段２８により姿勢変換され
る。このようにして試料は前処理室２０内に順次搬入さ
れ、順次ベーク処理、スパッタ処理された後に、順次姿
勢変換されて試料保持手段８０に順次渡される。

【００２７】試料搬送手段８０に渡された試料は、回転
ドラム７０を図１では反時計回り方向に１／５周毎回転
させることで、処理室３０〜６０に順次対応させられ、
これにより、試料は、加熱されてスパッタ処理される。
なお、全ての処理が完了した試料は、試料保持手段８０
から試料搬送手段２８の試料保持部に渡され、姿勢を垂
直姿勢から水平上向姿勢に変換された後にプッシャ２６
１を介して試料搬送手段２６に渡される。その後、真空
間遮断手段１５１を開け試料搬送手段２６、１６３を作
動させることで、処理済みの試料は、前処理室２０内か
らアンロード室１６２内に搬入される。その後、真空間
遮断手段１５１を閉めアンロード室１６２内は大気圧に
戻される。その後、大気真空間遮断手段１７１を開け試
料搬送手段１６３、１９１を作動させることで、処理済
みの試料は、アンロード室１６２外に搬出されて空のカ
セットに回収される。このような操作を繰り返し実施す
ることで、処理済みの試料は、バッファ室１０から取り
出され前処理室２０内、アンロード室１６２内を通って
空のカセットに１個毎回収される。

【００２８】本実施例では、次のような効果が得られ
る。 (１）試料のベーク処理、スパッタエッチ処理時に発生
したガスをバッファ室を介さずに排気できスパッタ処理
を実施する処理室への廻り込みを防止できるため、クロ
スコンタミネーションが生じるのを防止できる。 (２）前処理室でベーク処理、スパッタエッチ処理を行
うため、スパッタ処理できる処理室数が増加し、サブミ
クロンオーダーの配線膜に要求される異種金属膜よる多
層膜、例えば、３層成膜を連続処理にて得ることができ
る。

【００２９】なお、本実施例では、試料の前処理として
ベーク処理、スパッタエッチ処理を実施しているが、こ
の他にベーク処理のみ、スパッタエッチ処理のみを実施
するようにしても良い。また、処理室内の排気をバッフ
ァ室を介さずに独立して実施するように構成しても良
い。

【００３０】

【発明の効果】本発明によれば、ごみの発生や残留ガス
等による製品汚染を無くし、高い生産効率と高い製品歩
留まりを実現できる真空処理装置用搬送システムを提供
することができる。

【００３１】また、本発明によれば、他の設備との連結
や自動搬送化への対応が容易な真空処理装置用搬送シス
テムを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例が適用される連続スパッタ装
置の横断面図。

【図２】図１のＡ−Ａ視断面図。

【図３】図１の平面外観図である。

【符号の説明】

１０…バッファ室、１１…開口、２０…前処理室、２
１、２４〜２８…試料搬送手段、２２…加熱ステーショ
ン、２３…エッチステーション、３０ないし６０…処理
室、７０…回転ドラム、７１…回転支承手段、７２…動
力伝達手段、７３、７４…歯車、７５…モータ、８０…
試料保持手段、９０…伸縮手段、１１０…プッシャ、１
１１…真空封止支承手段、１１２…バネ、１１３…円錐
カム、１１４…ローラ、１１５…昇降駆動手段、１３
１、１３５…高真空ポンプ、１６０…ロード室、１６１
…試料搬送手段、１７０…大気真空間遮断手段、１９０
…試料搬送手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被処理基板を複数枚収納したカセットを大
   気下で載せるローダ部と、 該ローダ部に載せたカセットから前記被処理基板を取り
   出し搬送する大気搬送手段と、 該大気搬送手段からの前記被処理基板を受け入れる基板
   受入れ室と、 複数の真空処理室との間で前記被処理基板の受け渡しを
   する前処理室と、 前記大気搬送手段へ処理済みの被処理基板を渡す基板取
   出室と、 前記前処理室内に配置され、前記基板受入れ室又は基板
   取出室と前記複数の真空処理室との間で前記被処理基板
   を搬送する真空搬送手段とを具備し、 前記ローダ部と前記大気搬送手段とをそれぞれ清浄度の
   良い大気雰囲気に設置したことを特徴とする真空処理装
   置用搬送システム。