JPH1050798A - 真空処理装置のロードロック室 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ロードロック室内の容積を可及的に減少させ、
真空排気、復圧動作に要する時間を短縮して装置全体の
処理能力の向上を図る。 【解決手段】リング状に形成したフランジ２９の一方の
面から気密に当接する外蓋４６と前記フランジの他方の
面から気密に当接する中蓋３４を有し、前記外蓋と中蓋
間で気密な空間４８が形成される真空処理装置のロード
ロック室に係り、外蓋が開放された状態で外蓋が属する
空間側より被処理物を搬入搬出が可能で、搬入後、外蓋
と中蓋を閉じると密閉な収納空間が形成され、中蓋が開
放されると中蓋が属する空間側から被処理物の搬入搬出
が可能となり、フランジ、外蓋、中蓋が形成する収納空
間は被処理物に対して余剰な空間が極めて少なく、真空
排気、復圧動作に要する時間が短縮する。

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、特に
真空処理装置が具備するロードロック室に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】真空処理装置、例えば半導体製造装置で
は真空下或は減圧下で薄膜の生成、或はエッチング等の
処理を行うが、処理室の真空、減圧等処理状態の雰囲気
を維持する為、処理室に連通するロードロック室を具備
し、処理室内への被処理物の搬入搬出をロードロック室
を介して行う様になっている。

【０００３】図４に於いて従来のロードロック室につい
て説明する。

【０００４】ロードロック室１は真空搬送装置２を介し
て図示しない成膜処理室に気密に連通されている。前記
ロードロック室１について説明する。

【０００５】上面が開口している箱型の真空容器本体３
の１側面には大気側搬送口４が開口され、該大気側搬送
口４に対して対向した位置に真空側搬送口５が開口さ
れ、前記大気側搬送口４を弁体７により開閉する大気側
ゲートバルブ６が設けられると共に前記真空側搬送口５
を弁体９により開閉する真空側ゲートバルブ８が設けら
れ、該真空側ゲートバルブ８を介して前記真空搬送装置
２が連設されている。前記真空容器本体３の上面は上蓋
１０により気密に閉塞される。該上蓋１０の下面側には
冷却水路１１、ガス導入流路１２が形成され、前記冷却
水路１１には流入ポート１３より冷却水が供給され、前
記ガス導入流路１２にはガス導入ポート１４よりパージ
ガスが導入される様になっている。

【０００６】前記真空容器本体３の底面には基板受載盤
１５が設けられ、被処理基板１６が載置される。前記真
空容器本体３の下面には支柱１７が下方に向け立設さ
れ、該支柱１７の下端には棚台１８が固着され、該棚台
１８にシリンダ１９を固着し、該シリンダ１９のロッド
２０を上方に突出させる。該ロッド２０に昇降基板２１
を連結し、該昇降基板２１は前記支柱１７に昇降自在に
嵌合している。該昇降基板２１の４箇所には支持ピン２
２が植設され、該支持ピン２２は前記真空容器本体３の
底部、前記基板受載盤１５を貫通し真空容器本体３内に
突出可能となっており、前記支持ピン２２の貫通箇所は
ベローズ２３により気密にシールされている。

【０００７】而して前記シリンダ１９が駆動し、前記ロ
ッド２０が突出されると前記昇降基板２１が上昇し、前
記支持ピン２２が前記基板受載盤１５により突出する。
又、前記シリンダ１９が縮短し、前記ロッド２０が後退
すると前記昇降基板２１が降下し、該支持ピン２２の先
端は基板受載盤１５の受載面より下方に降下する。

【０００８】前記真空容器本体３の底部、基板受載盤１
５の周辺に対応して排気溝２４が形成され、該排気溝２
４には排気ポート２５が連通されている。

【０００９】前記被処理基板１６をロードロック室１内
に搬入する場合は、前記真空側ゲートバルブ８により真
空側搬送口５を閉塞した状態とし、前記大気側ゲートバ
ルブ６を作動させ前記大気側搬送口４から弁体７を離反
させ、大気側搬送口４を開放し、図示しない外部搬送機
により被処理基板１６を真空容器本体３内に搬入する。
被処理基板１６を前記基板受載盤１５の真上で支持さ
せ、前記シリンダ１９を駆動して支持ピン２２を上昇さ
せ、前記支持ピン２２により被処理基板１６を支持す
る。

【００１０】図示しない外部搬送機を室外に退去させ、
前記大気側ゲートバルブ６により前記大気側搬送口４を
閉塞すると共に前記シリンダ１９を駆動して前記支持ピ
ン２２を降下させ、被処理基板１６を前記基板受載盤１
５に載置する。前記排気ポート２５を介してロードロッ
ク室１内を真空排気し、必要に応じ真空排気した後処理
室での処理の準備、例えば前記被処理基板１６を予熱す
る。

【００１１】前記ロードロック室１内が所定の雰囲気迄
減圧されると前記真空側ゲートバルブ８により真空側搬
送口５が開口されると共に、前記シリンダ１９が駆動し
て前記支持ピン２２が上昇し、前記被処理基板１６を持
上げる。前記真空搬送装置２の搬送アーム（図示せず）
がロードロック室１内に進入し、前記被処理基板１６の
下側に差込まれる。前記シリンダ１９が駆動して前記支
持ピン２２が降下し、前記被処理基板１６を図示しない
搬送アームに移載する。搬送アームが後退し、前記被処
理基板１６をロードロック室１から真空搬送装置２内に
移送し、更に図示しない処理室に搬送する。前記シリン
ダ１９が駆動して昇降基板２１を介して支持ピン２２が
降下すると共に前記真空側ゲートバルブ８が前記真空側
搬送口５を閉鎖する。

【００１２】被処理基板１６を処理室（図示せず）から
搬出する場合は、ロードロック室１内を減圧状態とし、
前記処理室への搬入動作と逆の手順で被処理基板１６を
取出し、前記基板受載盤１５に載置する。前記真空側ゲ
ートバルブ８で真空側搬送口５を閉塞し、前記ガス導入
ポート１４を介してパージガスを前記ロードロック室１
内に導入し、ロードロック室１内を大気圧迄復圧させ
る。前記大気側ゲートバルブ６により前記大気側搬送口
４を開口し、図示しない外部搬送機により上記搬入動作
と逆の手順で被処理基板１６を搬出する。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】上記した様に、被処理
基板１６の搬送動作にはロードロック室１内の真空排
気、或は復圧動作が伴い、真空排気、復圧動作に要する
時間はロードロック室１内の容積に左右される。従来の
ロードロック室では被処理物を授受する為に必要な被処
理物の昇降をロードロック室１内で行っており、基板の
昇降を許容する容積、更に前記支持ピン２２等昇降機構
を収納する容積が必要であり、ロードロック室１内部の
容積は被処理基板１６自体を収納する為に必要とされる
容積に比べ著しく大きくなっている。この為、真空排
気、復圧動作に長時間を要しており、この真空排気、復
圧動作に要する時間が装置全体の処理能力を決定する大
きな要因となっている。

【００１４】本発明は斯かる実情に鑑み、ロードロック
室内の容積を可及的に減少させ、真空排気、復圧動作に
要する時間を短縮して装置全体の処理能力の向上を図ろ
うとするものである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は、リング状に形
成したフランジの一方の面から気密に当接する外蓋と前
記フランジの他方の面から気密に当接する中蓋を有し、
前記外蓋と中蓋間で気密な空間が形成される真空処理装
置のロードロック室に係り、又前記外蓋が開放された場
合に収納空間は大気側に開放され、前記中蓋が開放され
た場合に収納空間は真空側に開放される真空処理装置の
ロードロック室に係り、又上部が開放された真空容器本
体の上端にフランジを設け、該真空容器本体の側壁に穿
設した真空側搬送口を介して真空容器本体内部を真空側
に連通し、前記フランジの下面に気密に当接可能な中蓋
を昇降可能に設けると共に該中蓋を気密に貫通し昇降可
能な基板支持ピンを設け、前記フランジに上面側から気
密に当接可能な上蓋を昇降可能に設けた真空処理装置の
ロードロック室に係り、前記フランジ外蓋側に搬送経路
を有する搬送機と前記フランジの中蓋側に搬送経路を有
する搬送機を有する真空処理装置のロードロック室に係
り、更に又前記フランジ、上蓋、中蓋のいずれか一方に
排気ポートを設け、いずれか他方にガス導入ポートを設
けた真空処理装置のロードロック室に係るものであり、
外蓋が開放された状態で外蓋が属する空間側より被処理
物を搬入搬出が可能で、搬入後、外蓋と中蓋を閉じると
密閉な収納空間が形成され、中蓋が開放されると中蓋が
属する空間側から被処理物の搬入搬出が可能となる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、図１〜図３を参照しつつ本
発明の実施の形態を説明する。

【００１７】上面が開口された箱型の真空容器本体２７
を架台２８上に取付け、前記真空容器本体２７の上端に
はフランジ２９を気密に固着する。

【００１８】前記架台２８に前記真空容器本体２７の中
心と同心に昇降シリンダ３０を立設し、該昇降シリンダ
３０の周囲に該昇降シリンダ３０と前記真空容器本体２
７間に掛渡るガイドシャフト３１を複数立設し、該ガイ
ドシャフト３１に摺動自在に昇降ベース３２を設け、前
記昇降シリンダ３０のロッドと前記昇降ベース３２とを
連結する。該昇降ベース３２には前記真空容器本体２７
の底部を貫通するロッド３３を立設し、該ロッド３３の
上端には基板ステージ３４を固着する。前記ロッド３３
の真空容器本体２７底部の貫通箇所にはベローズ３７が
設けられ、該ベローズ３７により貫通箇所が気密にシー
ルされている。前記基板ステージ３４は中蓋を兼ね、前
記フランジ２９の下面に気密に当接可能であり、該フラ
ンジ２９の下面に気密に当接した状態では前記真空容器
本体２７を気密に閉塞する。前記真空容器本体２７の側
壁には真空搬送装置２と連通する真空側搬送口５が穿設
されている。

【００１９】前記昇降ベース３２の下面にピン昇降シリ
ンダ３５を設け、該ピン昇降シリンダ３５から延出する
シャフト３６を前記真空容器本体２７の底部に貫通さ
せ、貫通箇所はベローズ３８により気密にシールする。
前記シャフト３６の先端に昇降ピン支持板３９を固着
し、該昇降ピン支持板３９に基板支持ピン４０を立設
し、該基板支持ピン４０を前記基板ステージ３４に貫通
させ、貫通箇所はベーロズ４１により気密にシールす
る。

【００２０】前記フランジ２９にはガイドポスト４３が
立設されており、該ガイドポスト４３の上端には上台板
４４を固着し、該上台板４４には開閉シリンダ４５を固
着している。前記フランジ２９の開口部を気密に閉塞す
る上蓋４６を前記開閉シリンダ４５のロッド４７に連結
し、前記上蓋４６は前記ガイドポスト４３に摺動自在に
嵌合してある。

【００２１】前記上蓋４６は周辺部が前記フランジ２９
に当接し、周辺部を除く中央部が前記フランジ２９内部
に遊嵌する様下方に突出した形状となっており、前記基
板ステージ３４が前記フランジ２９の下面に当接し、前
記上蓋４６が前記フランジ２９の開口部を気密に閉塞し
た状態では、前記上蓋４６の中央部がフランジ２９内部
に嵌入し、中央部下面と前記基板ステージ３４上面間と
の間隙は、被処理基板１６の板厚より若干大きい、該被
処理基板１６を収納するに必要な最小限の収納空間４８
が形成される様になっている。

【００２２】前記フランジ２９には前記収納空間４８に
連通する排気ポート４９を設け、前記上蓋４６には前記
収納空間４８に連通するガス導入ポート５０が設けられ
ている。

【００２３】以下、図２、図３に於いて作動を説明す
る。

【００２４】前記開閉シリンダ４５を駆動して前記上蓋
４６を上昇させ前記収納空間４８を開放する。前記上蓋
４６を上昇させた状態でも前記基板ステージ３４が前記
フランジ２９に気密に当接して真空容器本体２７を閉塞
しているので、真空容器本体２７の真空が破れることが
ない。

【００２５】外部搬送機５３は前記フランジ２９の上方
に搬送経路を有し、前記外部搬送機５３により搬入され
た被処理基板１６は、前記基板ステージ３４の上方に保
持される。前記ピン昇降シリンダ３５を駆動し、前記シ
ャフト３６、昇降ピン支持板３９を介して前記基板支持
ピン４０を上昇させ、該基板支持ピン４０により被処理
基板１６を支持する。前記外部搬送機５３を後退させ、
前記ピン昇降シリンダ３５を駆動して前記基板支持ピン
４０を降下させ、前記被処理基板１６を前記基板ステー
ジ３４に受載する。前記開閉シリンダ４５を駆動して前
記上蓋４６を降下させ、更にフランジ２９に押圧し、前
記収納空間４８を気密に閉塞する。

【００２６】前記排気ポート４９より前記収納空間４８
内を真空排気する。該収納空間４８は前記被処理基板１
６を収納する為だけの容積でよく、被処理基板１６を除
いた余剰の空間は極めて小さくでき、排気容量は著しく
少ない。従って、排気に要する時間は少なく、短時間で
所定の真空度が達成できる。

【００２７】被処理基板１６を図示しない処理室に搬入
する場合は、前記昇降シリンダ３０を駆動する。前記昇
降ベース３２、ロッド３３を介して前記基板ステージ３
４を降下させ、又同時に昇降ベース３２、ピン昇降シリ
ンダ３５、シャフト３６、昇降ピン支持板３９を介して
前記基板支持ピン４０が一体に降下する。前記基板ステ
ージ３４が降下することで前記収納空間４８は真空容器
本体２７内部側に開放される。

【００２８】前記基板ステージ３４が降下し、前記収納
空間４８が開放されても、前記上蓋４６が前記フランジ
２９に気密に当接し、真空容器本体２７を閉塞している
ので真空容器本体２７の真空が破れることはない。

【００２９】前記ピン昇降シリンダ３５を駆動して前記
基板支持ピン４０を上昇させ、前記被処理基板１６を基
板ステージ３４から持上げる。真空搬送装置２の搬送ア
ーム５５が前記真空側搬送口５から前記真空容器本体２
７内部に進入し、前記被処理基板１６の下方に位置す
る。前記ピン昇降シリンダ３５が駆動して前記基板支持
ピン４０を降下させ、被処理基板１６を前記搬送アーム
５５に乗載する。該搬送アーム５５が後退して被処理基
板１６を真空容器本体２７から図示しない処理室に搬入
する。

【００３０】図示しない処理室での処理が完了した被処
理基板１６は、前記フランジ２９の下面より下方に搬送
経路を有する搬送アーム５５により取出される。前記昇
降シリンダ３０により基板ステージ３４が降下し、又前
記基板支持ピン４０が降下した状態で、前記搬送アーム
５５により被処理基板１６は真空容器本体２７内に搬入
され、被処理基板１６は基板ステージ３４の上に保持さ
れる。前記ピン昇降シリンダ３５が駆動して前記基板支
持ピン４０が上昇し、被処理基板１６を前記搬送アーム
５５より持上げて支持する。前記搬送アーム５５が退去
し、更に前記ピン昇降シリンダ３５が駆動して基板支持
ピン４０を降下させ被処理基板１６を前記基板ステージ
３４上に乗載する。前記昇降シリンダ３０が駆動して前
記基板ステージ３４を上昇させ、更に前記フランジ２９
に押圧して収納空間４８を気密に密閉する。

【００３１】前記ガス導入ポート５０よりパージガスを
導入して前記収納空間４８内を大気圧迄復圧する。上記
した様に収納空間４８の余剰空間は極めて小さいので復
圧に要する時間は著しく短い。

【００３２】復圧後、前記開閉シリンダ４５を駆動して
前記上蓋４６を上昇させ、更に前記ピン昇降シリンダ３
５を駆動して前記基板支持ピン４０を上昇させ、被処理
基板１６を基板ステージ３４から持上げ、前記外部搬送
機５３を前記被処理基板１６下方に進入させ、更に前記
ピン昇降シリンダ３５を駆動して基板支持ピン４０を降
下させ、被処理基板１６を前記外部搬送機５３に乗載す
る。該外部搬送機５３が後退して被処理基板１６を装置
外部に搬出する。

【００３３】尚、上記実施の形態では上蓋４６側が大気
圧であったが、上蓋４６側に真空容器を設けてもよく、
異種のガスを使用している場合に対応させてもよい。

【００３４】

【発明の効果】以上述べた如く本発明によれば、ロード
ロック室の被処理物収納空間は被処理物の占有する空間
より僅かに大きいだけでよく、余剰の空間が著しく小さ
くてすむので、真空排気、復圧動作に要する時間が大幅
に短縮され、装置全体の処理能力が向上し、更に搬入搬
出の開口部にゲート弁が必要なく構造が簡潔で、更に動
作も例えば上蓋、基板ステージの昇降動作だけでよいの
で簡単となり、制御系が簡単になる等製作費が低減する
という優れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を示す断面図である。

【図２】同前実施の形態の作動説明図である。

【図３】同前実施の形態の作動説明図である。

【図４】従来例の断面図である。

【符号の説明】

２７ 真空容器本体 ２９ フランジ ３０ 昇降シリンダ ３３ ロッド ３４ 基板ステージ ３５ ピン昇降シリンダ ３６ シャフト ３９ 昇降ピン支持板 ４０ 基板支持ピン ４３ ガイドポスト ４５ 開閉シリンダ ４６ 上蓋 ４９ 排気ポート ５０ ガス導入ポート

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 リング状に形成したフランジの一方の面
   から気密に当接する外蓋と前記フランジの他方の面から
   気密に当接する中蓋を有し、前記外蓋と中蓋間で気密な
   空間が形成されることを特徴とする真空処理装置のロー
   ドロック室。
2. 【請求項２】 前記外蓋が開放された場合に収納空間は
   大気側に開放され、前記中蓋が開放された場合に収納空
   間は真空側に開放される請求項１の真空処理装置のロー
   ドロック室。
3. 【請求項３】 上部が開放された真空容器本体の上端に
   フランジを設け、該真空容器本体の側壁に穿設した真空
   側搬送口を介して真空容器本体内部を真空側に連通し、
   前記フランジの下面に気密に当接可能な中蓋を昇降可能
   に設けると共に該中蓋を気密に貫通し昇降可能な基板支
   持ピンを設け、前記フランジに上面側から気密に当接可
   能な上蓋を昇降可能に設けた請求項１、請求項２の真空
   処理装置のロードロック室。
4. 【請求項４】 前記フランジ外蓋側に搬送経路を有する
   搬送機と前記フランジの中蓋側に搬送経路を有する搬送
   機を有する請求項１、請求項２の真空処理装置のロード
   ロック室。
5. 【請求項５】 前記フランジ、上蓋、中蓋のいずれか一
   方に排気ポートを設け、いずれか他方にガス導入ポート
   を設けた請求項１、請求項３の真空処理装置のロードロ
   ック室。