JPH1092900A - 真空処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】試料の大口径化に対応しつつ、製造コストの上
昇を抑えることのできる真空処理装置を提供する。 【解決手段】試料の搬出入を行うための搬出入室と、前
記試料を真空処理する処理室とを有し、該処理室は第１
の処理室と第１の処理室より大きな第２の処理室とから
なり真空搬送室を経由して前記処理室と前記搬出入室の
間で前記試料を搬送する真空搬送手段とを備え、前記処
理室と前記搬出入室が前記真空室の周囲に沿って配置さ
れた真空処理装置において、第１の処理室が第２の処理
室よりも前記搬出入室に近い位置に設けられていること
を特徴とする真空処理装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、真空処理装置に係
り、特にＳｉ等の半導体素子基板である試料に対して、
エッチング、ＣＶＤ（化学的気相成長）、スパッタリン
グ、ミリング、アッシング、ベーキング、リンサ（水
洗）等の枚葉処理をするのに好適な真空処理装置と、そ
れを用いて半導体デバィスを製造する半導体製造ライン
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】試料を処理する真空処理装置は、大別す
ると、カセットブロックと真空処理ブロックから構成さ
れており、カセットブロックは、半導体製造ラインのベ
イ通路に面して長手方向に伸びるフロントを有し、試料
用のカセットや試料のオリエンテーションを合わせるア
ライメントユニットと、大気ロボットがある。真空処理
ブロックには、ロード側ロードロック室、アンロード側
ロードロック室、真空処理室、後処理室、真空ポンプ及
び真空ロボット等が設けられている。

【０００３】これらの真空処理装置では、カセットブロ
ックのカセットから取り出された試料が、大気ロボット
により真空処理ブロックのロード側ロードロック室まで
搬送される。ロード側ロードロック室から真空ロボット
によりさらに処理室に搬送され、電極構造体上にセット
された試料は、プラズマエッチング等の処理がなされ
る。その後、必要に応じて後処理室に搬送、処理され
る。処理済みの試料は、真空ロボット及び大気ロボット
によりカセットブロックのカセットに搬送される。

【０００４】試料をプラズマエッチング処理する真空処
理装置の例としては、例えば特公昭６１−８１５３号公
報、特開昭６３−１３３５３２号公報、特開平３−１９
２５２号公報、特開平４−２２６０４８号公報、特公平
６−３０３６９号公報、特開平６−３１４７２９号公
報、特開平６−３１４７３０号公報、米国特許第５、３
１４、５０９号明細書に記載されたようなものがある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術の真空処
理装置は、処理室やロードロック室を同心状に配置した
り、矩形状に配置している。例えば、米国特許第５、３
１４、５０９号明細書に記載された装置は、真空処理ブ
ロックの中央付近に真空ロボット、その周囲に３個の処
理室が同心状に配置され、真空ロボットとカセットブロ
ックの間に、ロード側ロードロック室、アンロード側ロ
ードロック室が設けられている。また、特開平３−１９
２５２号公報や特開平４−２２６０４８号公報に記載さ
れた装置も、真空処理ブロックの中央付近に真空ロボッ
ト、その周囲に複数の処理室やロードロック室が同心状
に配置されている。

【０００６】これらの装置では、複数の処理室やロード
ロック室が同心状に配置され、ロボットの搬送アームの
回転角度も大きいため、各処理室に付設される真空ポン
プ等も含めるとその外形寸法が大きくなり、特に、真空
処理装置間の横方向の長さが大きくなり、複数の真空処
理装置全体の必要床面積が大きいという問題がある。

【０００７】一方、真空処理装置の真空処理ブロック内
の処理室や真空ポンプその他各種の配管機器について
は、定期、不定期に点検修理等のメンテナンスを行うこ
とが必要である。そのため、一般に、真空処理ブロック
の周囲には、扉が設けられており、この扉を開けること
により、ロードロック室、アンロードロック室、処理
室、真空ロボット及び各種の配管機器の点検修理が出来
るようになっている。

【０００８】従来の真空処理装置は、取り扱う試料の直
径ｄが８インチ（約２００mm）以下であるが、カセット
の外形寸法Ｃwも、約２５０mm程度であり、これでも床
面積の大きさは大きな問題となっていた。さらに、直径
ｄが１２インチ（約３００mm）のような大口径の試料を
取り扱うことを考えると、カセットの外形寸法Ｃwは、
約３５０mm程度と大きくなり、複数のカセットを収納す
るカセットブロックの幅も大きくなる。この幅に合わせ
て真空処理ブロックの幅を決定すると、真空処理装置全
体が大きなスペースを必要とすることになる。一例とし
て、４個のカセットを収納するカセットブロックについ
て考えると、試料の直径ｄが８インチから１２インチに
なった場合、カセットブロックの幅は少なくとも約４０
cm以上大きくならざるを得ない。

【０００９】一方、試料に各種の処理を行いながら大量
の処理を行うために、一般の半導体製造ラインでは、同
じ処理を行う複数の真空処理装置を同じベイに集め、各
ベイ間の搬送を自動またはマニュアルで行っている。こ
のような半導体製造ラインは、高いクリーン度を必要と
するため、半導体製造ライン全体が大きなクリーンルー
ム内に設置される。試料の大口径化に伴う真空処理装置
の大型化は、クリーンルーム占有面積の大型化を伴う
が、これはもともと建設コストの高いクリーンルームの
建設コストを一層増加させることになる。もし、同じ面
積のクリーンルームに占有面積の大きな真空処理装置を
設置するとすれば、真空処理装置の全体の台数を減らす
か、あるいは各真空処理装置間の間隔を狭くせざるを得
ない。同じ面積のクリーンルームにおける真空処理装置
の設置台数の減少は、必然的に半導体の製造ラインの生
産性の低下ひいては半導体の製造コストの上昇を伴う。
他方、各真空処理装置間の間隔を狭くすることは、点検
修理のためのメンテナンススペースが不足し、真空処理
装置のメンテナンス性を著しく阻害する。

【００１０】他方、試料の大口径化に伴い、半導体製造
装置の占有床面積当たりのスループット(時間あたりの
基板処理枚数)を向上させることが大きな課題となって
いる。

【００１１】本発明の第１の目的は、占有面積すなわち
平面配置における横方向寸法の増加を抑え、省スペース
で真空処理室の追加、変更、拡張が容易な真空処理装置
もしくは半導体製造装置を提供することにある。

【００１２】本発明の第２の目的は、真空処理室の追
加、変更、拡張に伴う機能の追加、拡張が容易な真空処
理装置もしくは半導体製造装置及びそれらの制御方法を
提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明上記第１の目的を
達成するために、本発明は、試料の搬出入を行うための
搬出入室と、前記試料を真空処理する処理室とを有し、
該処理室は第１の処理室と第１の処理室より大きな第２
の処理室とを有し、真空搬送室を経由して前記処理室と
前記搬出入室の間で前記試料を搬送する真空搬送手段と
を備え、前記処理室と前記搬出入室が前記真空搬送室の
周囲に沿って配置された真空処理装置において、第１の
処理室が第２の処理室よりも前記搬出入室に近い位置に
設けられていることを特徴とする真空処理装置にある。

【００１４】本発明によれば、ロードロック室から遠い
側に外径の大きな第２の処理室（エッチング室）を２個
並べて、真空搬送室とほぼ縦方向に配置し、ロードロッ
ク室に近い側には、比較的外径の小さい第１の処理室
（アッシング室）を真空搬送室ほぼ横の両側方に２個配
置することが出来る。

【００１５】すなわち、エッチング室とアッシング室と
を別のプラズマ源とで構成する場合、各室は大きさが異
なる。例えばエッチング室のプラズマ源をＥＣＲ方式と
し、アッシング室のプラズマ源を誘導型プラズマ源とす
ると、誘導型プラズマ源の場合は、ＥＣＲ方式に比べて
アッシング室の周囲にコイルを設けても、その直径は小
形にできる。またアッシング室の上方にコイルを設ける
ことでアッシング室の直径を更に小形にできる。

【００１６】このようエッチング室とアッシング室を共
通ユニットに組み合わせる場合、大型のユニットである
エッチング室を真空搬送室に対して縦方向に配置し、小
型のユニットであるアッシング室を真空搬送室の横方向
に配置することが、占有面積すなわち平面配置における
横方向寸法の増加を抑えつつ、全体の省スペースを図る
上で効果的である。これにより、真空搬送室の周囲に、
外形寸法の異なるエッチング室とアッシング室をそれぞ
れ２個ずつ、スペースを有効に生かしながら配置するこ
とが出来る。その結果、真空処理装置の横方向寸法の寸
法の増大を抑えつつ、縦方向すなわちロードロック室か
ら遠い方向への真空処理装置の長さの増大も抑えられ、
全体をコンパクトにできる。

【００１７】このような効果は、本発明の他の特徴であ
る、真空搬送手段による試料の搬送経路を、各処理室に
対しては真空搬送手段の旋回中心から放射状に構成し、
ロードロック室、アンロードロック室に対しては非放射
状に構成することによっても得られる。

【００１８】また、本発明によれば、真空搬送室を挟ん
で両ロードロック室と対向する側に第１、第２のエッチ
ング室が配置され、該第１、第２のエッチング室と両ロ
ードロック室の間に第１の、第２のアッシング室が配置
されているため、真空搬送手段による試料の搬送経路を
最短にすることが出来、搬送処理時間を増加させず、試
料の大口径化に対応しつつ、スループットを向上させ、
ひいては製造コストの上昇を抑えることのできる真空処
理装置を提供することができる。

【００１９】本発明の他の特徴によれば、真空搬送室を
挟んで両ロードロック室と対向する側に第１、第２のエ
ッチング室が配置され、第１、第２のエッチング室と前
記両ロードロック室の間に第１の、第２のアッシング室
が配置される。エッチング室とアッシング室を共通ユニ
ットに組み合わせる場合、大型のユニットであるエッチ
ング室を真空搬送室に対して縦方向に配置し、小型のユ
ニットであるアッシング室を真空搬送室の横方向に配置
することが、占有面積すなわち平面配置における横方向
寸法の増加を抑えつつ、全体の省スペースを図る上で効
果的である。

【００２０】また、本発明の真空処理装置を半導体製造
ラインに組み込むことにより、試料の大口径化に対応し
つつ、真空処理装置の必要設置台数を確保して製造コス
トの上昇を抑え、かつ、メンテナンス性も損なわない半
導体製造ラインを提供することができる。

【００２１】本発明の第２の特徴は、真空処理装置にお
いて、エッチング等の処理室を制御する主装置と、処理
室の動作を補助する複数の従装置とは、共通の情報伝達
手段すなわちＩ／Ｏチャンネルバスで接続され、従装置
の制御情報は主装置のメモリに書き込むことにより与え
られ、真空処理装置全体のハード構成とは独立に、従装
置の制御情報を与えることができる様に構成されている
ことにある。

【００２２】そのため、主装置、従装置のいずれか一方
だけ、単独にグレードアップすることができ、あるいは
また、メモリを書き替えて、従装置の形態、実装位置の
変更を行うことができる。したがって、使用する処理室
の追加、変更、拡張に際して、メモリの制御情報を書き
替えることにより真空処理装置もしくは半導体製造ライ
ンの機能の追加、拡張が容易となる。

【００２３】本発明の他の特徴として、真空搬送室の両
側面に連結した前記複数の処理室へ前記搬送手段が試料
を搬送する方向と前記搬出入室へ外部から試料が搬出入
する方向とがほぼ直交するように前記真空搬送手段を中
心として前記搬出入室と前記処理室とを設けることでメ
ンテが必要な真空搬送手段の周囲の作業スペ−スを広く
できるため作業性がよいという特徴がある。

【００２４】また、本発明の他の特徴として、前記真空
処理室内に２枚の試料を回転させて搬送する際に、試料
の仮想最外円周と近接して前記搬出入室と前記処理室と
を設けることで真空処理装置の横寸法を小さくできると
いう特徴がある。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例になる真
空処理装置３００の構成を図１乃至図４により説明す
る。真空処理装置は、カセットブロック１０と真空処理
ブロック３０を具備している。カセットブロック１０に
は、カセット１２を配置可能なテーブル１１及び試料搬
送用の大気搬送ロボット９がある。製品試料用のカセッ
ト１２は、カセット１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃである。テ
ーブル１１には、カセット１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃおよ
びオリエンテーションフラット合せ、またはノッチ合わ
せ１２Ｄが順次（図１では横方向）設けられている。試
料用カセット１２には、全て製品用の試料あるいは製品
とダミー用の試料が収納される。カセットの最上段や最
下段に、異物チェック用やクリーニング用の試料が収納
される。また、各カセット１２の周囲にはウエハサーチ
機構１２１Ａ〜１２１Ｂが設けてあり、カセット１２が
セットされたときに、ウエハサーチ機構が各カセット内
の試料３を認識する。つまり、各カセット内の試料３の
収納位置、枚数等を認識する。

【００２６】真空処理ブロック３０の真空処理室３６
は、試料を一枚ずつ処理、例えばエッチング処理や後処
理（アッシング処理）する部屋である。真空搬送室３７
を挟んでロードロック室３４、アンロードロック室３５
の対向側にエッチング室３６Ａ、３８Ｃ、その横にアッ
シング室３６Ｂ、３６Ｄが設けられている。両ロードロ
ック室３４、３４は近接して配置されており、大気カセ
ット部すなわちカセットブロック１０の長手方向に垂直
な方向に伸びている。また、真空搬送室３７を挟んで両
ロードロック室３４、３５と対向する側に第１、第２の
エッチング室３６Ａ、３６Ｃが配置され、これら第１、
第２のエッチング室と両ロードロック室の間に、第１、
第２のアッシング室３６Ｂ、３６Ｄが配置されている。

【００２７】図２に示すように、１５は各室の連通を開
閉するリング状のゲート弁である。真空処理室３６に
は、エッチングやアッシング用の放電手段の電極を兼ね
た試料載置用の試料台、マイクロ波導入手段1３及び真
空ポンプ３８が設けられている。エッチング用放電電極
の内部に、試料押し上げ機構１４Ａが設けられている。
４０は石英製の覗き窓である。

【００２８】両ロードロック室３４、３５の各中心を結
ぶ線Ｌ1、第１、第２のアッシング室３６Ｂ、３６Ｄの
各中心を結ぶ線Ｌ2、第１、第２のエッチング室３６
Ａ、３６Ｃの各中心を結ぶ線Ｌ3、及び両真空ポンプ３
８Ａ、３８Ｃの各中心を結ぶ線Ｌ4は、図１に示すよう
に、前記大気カセット部の長手方向に沿って互いに平行
である。

【００２９】真空搬送室３７内には真空ロボット３９が
設けられている。また、カセットブロック１０と真空処
理ブロック３０との間には、真空処理ブロック３０のロ
ードロック室３４へのウエハ搬入口、アンロードロック
室３５からのウエハ搬出口としてのゲートバルブ３４Ａ
が設けられている。なお、カセットブロック１０のオリ
フラ合せを廃止して、ロードロック室で試料のノッチ合
せをするように構成してもよい。

【００３０】大気搬送ロボット９は、カセットブロック
１０内にカセットテーブル１１と平行に設置されたレー
ルの上を走行可能に設けられており、カセット１２と真
空処理ブロック３０のロードロック室３４及びアンロー
ドロック室３５の間で、図６のゲートバルブ３４Ａを介
して試料３を搬送する。大気搬送ロボット９は、前後、
左右、上下及び回転の４軸制御が可能となっている。

【００３１】大気搬送ロボット９は、レール９１の上を
移動しつつ伸縮するアーム９２の軌跡が、カセット１
２、オリエンテーションフラット合せ１２Ｄ、ロードロ
ック室３４並びにアンロードロック室３５を含む軌跡に
なるように構成されている。

【００３２】真空ロボット３９は、ロードロック室３４
から真空処理室３６まで試料３を搬送すると共に、エッ
チング室３６Ａ、３６Ｃ、アンロードロック室３５、後
処理室３６Ｂ、３６Ｄ間で試料３を搬送する。真空ロボ
ット３９は、伸縮アーム１０１を有し、該伸縮アームの
旋回軌跡がロードロック室３４並びに真空処理室３６を
含む軌跡になるようにして、真空処理ブロック３０に設
けられている。ロードロック室３４、３５には、試料押
し上げ機構１４Ｂがそれぞれ設けられており、それぞれ
各ロボット９、３９の伸縮アーム９１、１０１に試料３
を受渡しできる構成となっている。

【００３３】ロードロック室３４内は、真空処理ブロッ
ク３０の真空雰囲気と遮断され大気状態に有る。該状態
のロードロック室３４内には、大気搬送ロボット９のす
くい部に保持された処理前の試料が搬入され、そして、
すくい部からロートロック室３４内に渡される。処理前
の試料をロートロック室３４内に渡した大気搬送ロボッ
ト９は、次の操作に備えて所定の位置に退避させられ
る。

【００３４】図１の実施例では、真空処理ブロック３０
の周囲は化粧板９９で囲むようにして入る。

【００３５】真空搬送室３７に設ける真空ロボットを２
ブレ−ド方式にした場合には、一度にウエハを２枚同時
に搬送できるが、真空搬送室３７の直径は大きくなる問
題があった。ウエハの直径が３００mmになると益々真空
搬送室３７の直径が大きくなる問題がある。そうなる
と、前述したように真空処理装置の横方向寸法が大きく
なる。

【００３６】そこで、図１に示したようにＥＣＲ方式の
プラズマ源でエッチング室３６Ａ，３６Ｃを構成し、真
空搬送室３７の側面にエッチング室より小形の誘導型タ
イプのプラズマ源を用いたアッシング室３６Ｂ，３６Ｄ
を設けることで横方向を小型化できる。また、図１２の
実施例に示すように、真空ロボット３９を２ブレ−ドタ
イプにすると、ウエハ３を同時に２枚搬送でき、搬出入
室３４、３５と処理室３６Ａ、３６Ｂ、３６Ｃ、３６Ｄ
との間のウエハの搬送速度を高められる。本実施例の場
合には次のように小型化を図る。ウエハを２枚同時に真
空搬送室３７で搬送する場合のウエハ搬送経路の仮想最
外円周１２１に近接して搬出入室３４、３５とアッシン
グ室３６Ｂ、３６Ｄを設けることで、真空搬送室３７の
直径を例えば８００mmとでき、アッシング室の直径を６
５０mmとすると、真空処理装置の横方向寸法を２１００
mmに縮小できる。ここで、近接の距離とは真空ロボット
の回転時の軸ずれ保証余裕値とアッシング室等との間に
設けるゲ−トバルブの寸法を含めた必要値である。

【００３７】図２は、図１のII−II部分で切断したとき
の内部構造を示す。

【００３８】ここで、処理室３６には、プラズマ源とし
てＥＣＲ方式を用いた場合の実施例を示している。

【００３９】ウエハの大口径化に伴って、ウエハ表面で
の処理の均一化図るためには、マイクロ波の放射部１３
として、例えば、特願平８−７８９３４号に述べられて
いる方式を用いることができる。

【００４０】処理チャンバ全体のコンパクト化を図り、
かつ処理室内に必要十分な磁場を形成するためにＬ形に
配置した２段の磁場コイル３６０を用いている。

【００４１】図３に示すとおり、ロードロック室３４、
アンロードロック室３５及び真空搬送室３７は一つのベ
ースフレームとして一体に形成されている。真空搬送室
３７はその外周部に設けられたエッチング室３６Ａ、３
６Ｃや後処理室３６Ｂ、３６Ｄを接続するための複数個
の開口（３７Ａ〜３７Ｄ)を備えている。例えば、開口
３７Ａにはエッチング用の処理室３６Ａが接続されてい
る。開口３７Ａ〜３７Ｄのうち、いずれの処理室とも接
続されないものは、蓋部材（図示せず）により封止され
ている。

【００４２】また、ロードロック室、アンロードロック
室及び真空搬送室は、一つのベースフレームとして一体
成形されており、ベースフレームと大気ブロックとをＴ
字形に配置することもできる。

【００４３】次に、図５、図６により、真空処理装置３
００内の試料の処理操作について、プラズマエッチング
処理を例にして簡単に説明する。まず、カセットブロッ
ク１０の大気搬送ロボット９をレール９１上で移動させ
て例えばロード側カセット１２Ａに近づけ、さらにその
アーム９２をカセット１２Ａ側に向かって伸ばすことに
より、すくい部（図示せず）をカセット内の試料３の下
方に挿入し、すくい部上に試料３を移載する。次に、大
気搬送ロボット９をオリエンテーションフラット合せ１
２Ｄの前に移動させ、アーム９２をオリエンテーション
フラット合せ１２Ｄ上まで移動し、大気搬送ロボット９
を少し下降させてオリエンテーションフラット合せ１２
Ｄに試料３を載置する。試料３のオリエンテーションフ
ラット合せが終わると、大気搬送ロボット９の逆動作に
より再びすくい部上に試料３を移載する。

【００４４】尚、図５、図１０では真空ポンプ３８Ａ、
３８Ｂ、３８Ｃ、３８Ｄのそれぞれは、各エッチング室
３６Ａ、３６Ｂ、３６Ｃ、３６Ｄの下に設けることで真
空処理装置３００の占有面積を小さくできる。

【００４５】次に、大気搬送ロボット９からウエハ３を
真空処理部３０へ渡す。試料押し上げ機構１４Ｂによっ
て支持部材３４Ｂをロードロック室３４の側面のシール
部４１に気密に当接させてロードロック室３４の上部閉
空間を形成し、さらに、ロードロック室３４のゲートバ
ルブ３４Ａを開いた状態で大気搬送ロボット９のアーム
をロードロック室３４まで移動し、試料３を搬入する。

【００４６】真空ロボット３９のアームの軌跡は、例え
ば、ロードロック室３４、エッチング室３６Ａ及び後処
理室３６Ｂに試料３があって、アンロードロック室３５
にはウエハがない状態を考えると次のようになる。すな
わち、真空ロボット３９のアームはまず、後処理室３６
Ｂの一枚の試料３をアンロードロック室３５に移し、エ
ッチング室３６Ａの試料３を後処理室３６Ｂに移動させ
る。次に、ロードロック室３４の試料３をエッチング室
３６Ａに搬送する。更に、エッチング室３６Ａの試料３
を後処理室３６Ｂに搬送する。真空ロボット３９のアー
ムは、以下同様の軌跡を繰り返す。

【００４７】図６（ａ）は大気搬送ロボット９からウエ
ハ３を真空処理部３０へ渡す際の動作を示す図である。
ロードロック室３４のゲートバルブ３４Ａを開け、試料
押し上げ機構１４Ｂを動作させて試料３を支持部材３４
Ｂ上に載せる。この後、ゲートバルブ３４Ａを閉じて、
ロードロック室３４内を真空排気する。ロードロック室
３４はシール部４１により外部とは区画される。ロード
ロック室の真空排気後、ウエハ支持部材３４Ｂを下降さ
せる。そのときの状態を図６（ｂ）に示し、ロードロッ
ク室３４と真空搬送室３７とが連通する。

【００４８】次に、再び試料押し上げ機構１４Ｂを動作
させ、真空搬送室３７に設けた真空ロボット３９のアー
ムを伸ばし、ロードロック室３４にある試料３をアーム
上のブレード４２に載せる。

【００４９】このようにして真空ロボット３９のアーム
に試料３を受渡し、真空処理ブロック内の搬送経路つま
り、真空搬送室３７の中を処理室まで搬送する。

【００５０】真空搬送ロボットのアーム上に設けたブレ
ードを２枚とすれば、処理室３６Ａからの試料の受け渡
しに２枚のブレードを使い、処理後の試料３を片方のブ
レードに載せた後、他方のブレードに載せた未処理の試
料３を処理室３６Ａに近づけることで、真空搬送ロボッ
トのアームの移動に要する時間を短縮できる。

【００５１】なお、ゲートバルブ３４Ａを閉じてロード
ロック室３４を真空排気するときは、アンロードロック
室３５とロードロック室３４との間は仕切られており、
両室間で異物の混入を防ぐ構造となっている。ロードロ
ック室３４の真空排気後に、試料押し上げ機構１４Ｂに
より試料を載置した支持部材３４Ｂを下降させることに
より、図６（ｂ）の状態となる。このときは、図３に示
されるように、ロードロック室３４とアンロードロック
室３５との間には仕切りがないので、真空搬送ロボット
３９に試料を移す動作を短時間に行うことで異物の混入
を防ぐことが出来る。つまり、ロードロック室３４また
はアンロードロック室３５の上部に試料を載置している
時間よりも、下部に試料を載置している時間を短くする
ことで、試料間の異物のコンタミネーションを防ぐよう
に制御する。

【００５２】また、上記動作と逆の動作により試料３を
カセットブロック１０のアンロード側カセット位置まで
搬送する。後処理室３６Ｂでは、エッチング処理済みの
試料３に対してアッシングなどのプラズマ後処理が実施
される。

【００５３】図７は、本発明の一実施例になる真空処理
装置の制御装置のブロック図である。３００は真空処理
装置をエッチング処理装置として使用するユニットであ
る。１００は主装置で、通信媒体１５０を介して操作ユ
ニット２００、エッチング処理ユニット３００、排気ユ
ニット５００、ガス流量制御器ユニット６００、電源ユ
ニット７００に接続されている。２５０は操作・表示手
段である。また、３２０、５２０、６２０、７２０はそ
れぞれのユニット３００〜７００を制御する従装置であ
る。

【００５４】図８は、図７に示した制御装置のシステム
構成例を示す図である。主装置１００は、ＣＰＵ１１
０、ＶＭＥバス１１２、メモリ（双方向性ＲＡＭ）１２
０、ローカルバス１２２、Ｉ／Ｏコントローラマイコン
１３０及び通信制御部１４０を備えている。従装置３２
０を構成するＩ／Ｏユニットは、通信制御部３２２、バ
ス３２４及びＤＩ／Ｏ３２６を備えている。バス３２４
は、アドレスバス、データバス、制御ＳＩＧを含んでい
る。ＤＩ／Ｏ３２６は、機器を起動停止させるＤｏ部
と、機器からの状態信号を入力するＤｉ部とを備えてい
る。ＤＩ／Ｏ３２６には、制御対象機器としての、電
源、排気ポンプ、ガス流量制御器、エアオペレーション
バルブ、センサなどが接続されている。他の従装置５２
０、６２０、７２０も同様な構成のＩ／Ｏユニットを備
えている。

【００５５】ＣＰＵ１１０は、装置制御の手順にしたが
って、制御対象の各機器（２００〜７００）への出力、
各機器からのセンサ入力の各処理を、メモリ（双方向性
ＲＡＭ）１２０へのライト、リード動作で実行する。Ｉ
／Ｏコントローラマイコン１３０は、メモリ１２０のデ
ータを周期的にＩ／Ｏユニット（３２０、５２０、６２
０、７２０）毎に出力し、その応答として各機器のＩ／
Ｏユニットからの機器情報（Ｄｉ／Ｏ）を受取り、該当
するメモリのアドレスにライトする。ＣＰＵ１１０の共
有メモリへのリード、ライトと、Ｉ／Ｏコントローラ１
３０による共有メモリへのリード、ライトは、非同期に
実行される。

【００５６】ＣＰＵ１１０はプログラムＡ、プログラム
Ｂ、…プログラムＮ及びメモリのデータＡ…により、制
御対象の各機器へのデータ出力や機器情報の読み込みを
制御する。一方、Ｉ／Ｏコントローラマイコン１３０
は、プログラムａ、プログラムｂ、…プログラムｎ及び
メモリのデータａ…により、制御対象の各機器の制御や
機器情報の書き込み等を制御する。ＣＰＵ１１０は、装
置制御手順にしたがって、制御対象の各機器への起動出
力を行うために、機器動作プログラムＡを起動し、当該
機器への出力のために割り当てられたメモリ１２０のア
ドレスに、出力データを書き込む。出力データの書き込
みが終了すると、出力データ書き込み済フラグをセット
し、次の処理に進む。ＣＰＵ１１０では装置制御手順に
したがって、制御対象の各機器の動作状態を示すセンサ
ー入力等の入力信号の読み込みを行うために、機器動作
プログラムＢを起動し、当該機器からの入力に対して割
り当てられたメモリ１２０のアドレスのデータを読み込
む。入力データの読み込みが終了すると、入力データ読
み込み済フラグをセットし、次の処理に進む。

【００５７】Ｉ／Ｏコントローラ１３０は、主装置に接
続されている各従装置３２０、５２０、６２０、７２０
の状態情報をセンサー入力等の形で取り込み、メモリ１
２０に周期的に、あるいは連続して書き込む。

【００５８】図９は、本発明の一実施例になるエッチン
グ処理ユニットの運転フローの例を示す図である。オー
トエッチングモードが選択されたら、カセット１２を設
置し、次に、エッチング処理条件を設定する。さらに、
エッチング処理ユニット３００を起動し、カセット１２
内の全ての試料が処理されるまでオートエッチング処理
を繰り返す。カセット内の全ての試料が処理されたら、
カセットを回収して処理を終了する。この運転フロー
は、機器動作プログラムＡ、Ｂ…及びプログラムａ、ｂ
…の実行により達成される。

【００５９】本発明によれば、真空搬送手段による試料
の搬送経路を最短にすることが出来、搬送処理時間を増
加させず、ひいては製造コストの上昇を抑えることがで
きる。

【００６０】試料は、オートエッチング処理時次のよう
な順序にて搬送、処理される。

【００６１】カセット内での収納位置チェック ロートロック室３４内に渡された処理前試料が、カセッ
ト１２Ａ内の何段目から取り出されたものかは、上位コ
ンピュータに、逐次、記憶される。

【００６２】大気搬送ロボット９によるカセット内の
試料の取り出し 大気搬送ロボット９によるロードロック室３４内への
搬入 処理前試料を受け取ったロートロック室３４内は、大気
から遮断され、そして真空排気される。その後、真空処
理ブロック３０との遮断が解除され、真空搬送室３７に
連通させられる。

【００６３】真空ロボットによるロードロック室３４
から真空処理領域への搬送 該試料は、真空ロボット３９によりロートロック室３４
から真空処理ブロック３０の真空搬送室３７に搬送され
る。

【００６４】真空処理領域での真空処理 該試料には、該真空処理領域の処理室で所定の真空処理
が施される。

【００６５】真空ロボットによる真空処理領域からア
ンロードロック室３５への搬送 真空処理が、終了した試料（処理済み試料）は、真空ロ
ボット３９により真空処理領域からアンロードロック室
３５に搬送され、該室内に搬入される。

【００６６】大気搬送ロボットによるアンロードロッ
ク室からの搬出 処理済み試料の搬入後、アンロードロック室３５内は、
真空搬送室３７と遮断され、そして、内圧を大気圧に調
整される。

【００６７】内圧が、大気圧となったアンロードロック
室３５内は大気開放される。該状態で、アンロードロッ
ク室３５内には、大気搬送ロボット９のすくい部が挿入
され、そして、すくい部に処理済み試料が渡される。

【００６８】処理済み試料を受け取ったすくい部は、ア
ンロードロック３５室の外ヘ搬出される。その後、アン
ロードロック室３５内は、次の処理済み試料の搬入に備
え大気から遮断されて真空排気される。

【００６９】一方、すくい部に処理済み試料を有する大
気搬送ロボット９は、カセット１２Ａ内に該処理済み試
料を戻し可能な位置に移動させられて停止される。

【００７０】大気搬送ロボットによるカセット内の元
の位置への収納 その後、処理済み試料を有するすくい部は、該状態で、
カセット１２Ａ内に挿入される。ここで、該挿入位置
は、処理済み試料が、元来、収納されていた位置に戻さ
れるように上位コンピュータにより制御される。

【００７１】処理済み試料を有するすくい部の挿入完了
後、カセット１２Ａは、上昇、またはすくい部は下降さ
せられる。

【００７２】これにより、処理済み試料は、該試料が、
元来、収納されていた位置に戻されて、再度、カセット
１２Ａに収納される。

【００７３】このような操作が、カセット１２Ａ内の残
りの処理前試料、及び、カセット１２Ｂ内の処理前試料
に対しても同様にして実施される。

【００７４】上記のように→と試料が移動するたび
に、それぞれのステーションに何番の試料が有るのか、
上位コンピュータのデータが逐次更新処理される。該更
新処理は、試料１枚毎につき実施される。これによりそ
れぞれの試料が、つまり、何番の試料がどのステーショ
ンに有るのかが管理される。

【００７５】尚、処理前試料のオリエンテーション調整
が成されるものにおいて、該ステップは、上記のと
の間にて実施される。

【００７６】上記のような操作は、例えば、上位コンピ
ュータにより指示され、そして、制御される。

【００７７】このような試料の動きの管理・制御は、真
空処理ブロック３０が複数の真空処理領域を有する場合
にも実施される。

【００７８】例えば、真空処理ブロック３０が２つの真
空処理領域を有するものとする。この場合、試料は、そ
の処理情報により、シリーズ処理されたり、パラレル処
理されたりする。ここで、シリーズ処理とは、試料が１
つの真空処理領域で真空処理され、該真空処理された試
料が、引続き残りの真空処理領域で真空処理されること
をいい、パラレル処理とは、試料が１つの真空処理領域
で真空処理され、他の試料が残りの真空処理領域で真空
処理されることをいう。

【００７９】例えば、シリーズ処理の場合、上位コンピ
ュータでナンバリングされた試料は、その順序に従って
処理され、そして、カセット内の元の位置に戻される。

【００８０】また、パラレル処理の場合、どの真空処理
領域でどのようにナンバリングされた試料が処理された
かが上位コンピュータにより管理・制御されているた
め、この場合も、各処理済みの試料は、カセット内の元
の位置に戻される。

【００８１】尚、パラレル処理の場合、カセット内の何
段目から取り出され、そして、何番目かの試料により、
どちらの真空処理領域を使用するかを上位コンピュータ
により管理・制御するようにしても良い。

【００８２】更に、シリーズ処理とパラレル処理とが、
混在するような場合にも、どの真空処理領域でどのよう
にナンバリングされた試料が処理されたかが上位コンピ
ュータにより管理・制御されているため、この場合も、
各処理済みの試料は、カセット内の元の位置に戻され
る。

【００８３】尚、複数の真空処理領域として、例えば、
プラズマ発生方式が同一、若しくは、異なるプラズマ・
エッチング領域の組合せや、プラズマ・エッチング領域
とアッシング等の後処理領域との組合せや、エッチング
領域と成膜領域との組合せ等が挙げられる。

【００８４】上記構成によれば、機能を拡張するために
入出力制御を増やす場合、主装置または従装置のいずれ
かを拡張するだけで、他の主装置または従装置を変更す
ること無く、拡張ができる。例えば、制御手順に、従装
置からの入出力信号の相互インターロックを追加する場
合は、もともと入出力信号は主装置に保持されている情
報（データ）であるため、主装置の制御手段を変更し、
従装置は変更すること無く拡張（グレードアップ）する
ことができる。

【００８５】このように、本発明の他の特徴によれば、
主装置１００、従装置３２０、５２０、６２０、７２０
のいずれか一方だけ、単独にグレードアップすることが
できる。また、メモリ１２０を書き替えて、従装置の形
態、実装位置の変更を行うことができる。また、メモリ
１２０の制御情報を書き替えることにより機能の追加、
拡張が容易となり、制御用ソフトウエアの開発を平行し
て行うことができる。

【００８６】図１０は、図１で説明した実施例の真空処
理装置の使用の態用を変えた例を示すものであり、使用
する処理室の数が少ないときの例を示すものである。使
用する処理室の数が少ないときは、例えば、ロードロッ
ク室の対向側に１つのエッチング室３８Ａ、その横に１
つのアッシング室３８Ｂを配置することにより、コンパ
クトな真空処理装置を構成することができる。

【００８７】次に、図１１に本発明の他の実施例になる
真空処理装置を示す。この実施例は、図１で説明した実
施例の真空処理装置に対して、エッチング室３６Ａ、３
８Ｃのターボ分子真空ポンプをそれぞれ各エッチング室
の下に配置している点が異なる。この場合でも、真空搬
送室３７を挟んでロードロック室３４、アンロードロッ
ク室３５の対向側にエッチング室３６Ａ、３８Ｃ、その
横にアッシング室３６Ｂ、３６Ｄが設けられている。ま
た、両ロードロック室が近接して平行配置されており、
第１、第２のエッチング室の各中心を結ぶ線、第１、第
２のアッシング室の各中心を結ぶ線、両ロードロック室
の各中心を結ぶ線は互いに平行である。

【００８８】図１１に示した真空処理装置において、使
用する処理室の数が少ないときは、ロードロック室の対
向側に１つのエッチング室３８Ａ、その横に１つのアッ
シング室３８Ｂを配置することにより、コンパクトな真
空処理装置を構成することができる。

【００８９】なお、要求処理能力の増加に対応して、複
数個の開口に処理室として２つのエッチング室と、２つ
のアッシング室を接続した真空処理装置を構成すること
ができる。

【００９０】また、本発明の真空処理装置を半導体製造
ラインに組み込むことにより、試料の大口径化に対応し
つつ、真空処理装置の必要な設置台数を確保して製造コ
ストの上昇を抑え、かつ、メンテナンス性も損なわない
半導体製造ラインを提供することができる。

【００９１】このように、本発明によれば、試料の大口
径化にもかかわらず、同じ面積のクリーンルームにおけ
る真空処理室の設置台数を従来に比べて減少させること
が無く、よって半導体の製造ラインの生産性の低下を招
くことも無い。従って、試料の大口径化に対応しつつ、
製造コストの上昇を抑えることができる。

【００９２】

【発明の効果】本発明によれば、シングルチャンバを使
うユーザーにとっても、マルチチャンバを使うユーザー
にとっても、常にスペースファクターの良い真空処理装
置を提供することができる。

【００９３】また、本発明によれば、試料の大口径化に
対応しつつ、省スペースで必要な設置台数を確保して製
造コストの上昇を抑え、かつ、省スペースで真空処理室
の追加、変更、拡張が容易な真空処理装置を提供でき
る。さらに、メンテナンス性も損なわない装置を提供で
きる。したがって、試料の大口径化に対応しつつ、製造
コストの上昇を抑えることのできる真空処理装置を提供
できる。

【００９４】また、本発明の真空処理装置を半導体製造
ラインに組み込むことにより、試料の大口径化に対応し
つつ、真空処理装置の必要設置台数を確保して製造コス
トの上昇を抑え、かつ、メンテナンス性も損なわない半
導体製造ラインを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例になる真空処理装置の平面構
成を示す図である。

【図２】図１のII−II線に沿った真空処理装置の要部縦
断面図である。

【図３】図１の真空処理装置のベースフレーム部の構成
を示す横断面図である。

【図４】図３のベースフレーム部の各開口の配置間隔を
示す図である。

【図５】真空処理装置内の試料の処理操作を説明する図
である。

【図６】大気搬送ロボットと真空処理部の間で試料を受
渡す際の動作を示す図である。

【図７】本発明の一実施例になる真空処理装置の制御装
置のブロック図である。

【図８】図７に示した制御装置のシステム構成例を示す
図である。

【図９】本発明の一実施例になるエッチング処理ユニッ
トの運転フローの例を示す図である。

【図１０】図１の真空処理装置の使用形態の説明図であ
る。

【図１１】本発明の他の実施例であり、エッチング室の
下にターボ分室真空ポンプを配置した真空処理室装置で
ある。

【図１２】本発明の他の実施例を示す図であり、真空ロ
ボットを２枚のブレ−ドを有するタイプにしたときの実
施例である。

【符号の説明】 ３…試料、１０…カセットブロック、１２…カセット１
２、３０…真空処理ブロック、３４…ロードロック室、
３５…アンロードロック室、３６…真空処理室、３７…
真空搬送室。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｌ 21/205 Ｈ０１Ｌ 21/205 21/027 21/30 ５７２Ａ 21/3065 21/302 Ｂ (72)発明者 川崎 義直 山口県下松市大字東豊井794番地 株式会 社日立製作所笠戸工場内

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】試料の搬出入を行うための搬出入室と、前
   記試料を真空処理する処理室とを有し、該処理室は第１
   の処理室と該第１の処理室よりも大きな第２の処理室と
   を有し、真空搬送室を経由して前記処理室と前記搬出入
   室の間で前記試料を搬送する真空搬送手段とを備え、前
   記処理室と前記搬出入室が前記真空搬送室の周囲に沿っ
   て配置された真空処理装置において、 第１の処理室が第２の処理室よりも前記搬出入室に近い
   位置に設けられていることを特徴とする真空処理装置。
2. 【請求項２】試料の搬出入を行うための搬出入室と、前
   記試料を真空処理する処理室と、真空搬送室を経由して
   前記処理室と前記搬出入室の間で前記試料を搬送する真
   空搬送手段とを備え、前記処理室と前記搬出入室が前記
   真空搬送室の周囲に沿って配置された真空処理装置にお
   いて、 前記複数の処理室として、前記真空搬送室を挟んで前記
   搬出入室と対向する側に第１、第２のエッチング室が配
   置され、該第１、第２のエッチング室と前記搬出入室と
   の間に第１、第２のアッシング室が配置され、 前記第１、第２のエッチング室の各中心を結ぶ線、前記
   第１、第２のアッシング室の各中心を結ぶ線、及び前記
   搬出入室の各中心を結ぶ線が互いに平行であることを特
   徴とする真空処理装置。
3. 【請求項３】大気カセット部と真空処理部とを有し、前
   記真空処理部は、試料の搬出入を行うためのロ−ド側ロ
   −ドロック室及びアンロ−ド側ロ−ドロック室と、前記
   試料を真空処理する処理室と、真空搬送室を経由して前
   記処理室と前記両ロ−ドロック室の間で前記試料を搬送
   する真空搬送手段とを備え、前記処理室と前記両ロ−ド
   ロック室が前記真空搬送室の周囲に沿って配置された真
   空処理装置において、 前記大気カセット部は、被処理物を複数枚収納する複数
   のカセットと、該被処理物をカセットから取り出して該
   真空処理部へ搬送する第一の搬送機構部とからなる、平
   面形状が長方形のブロックからなり、 前記真空処理部の前記両ロードロック室が近接して平行
   に配置されており、前記複数の処理室として、前記真空
   搬送室を挟んで前記両ロードロック室と対向する側に第
   １、第２のエッチング室が配置され、該第１、第２のエ
   ッチング室と前記両ロードロック室の間に第１、第２の
   アッシング室が配置され、 前記第１、第２のエッチング室の各中心を結ぶ線、前記
   第１、第２のアッシング室の各中心を結ぶ線、及び前記
   両ロードロック室の各中心を結ぶ線が、前記大気カセッ
   ト部の長手方向に沿って互いに平行であり、前記両ロー
   ドロック室が前記大気カセット部の長手方向に垂直な方
   向に伸びていることを特徴とする真空処理装置。
4. 【請求項４】請求項３に記載の真空処理装置において、 前記ロードロック室が、前記試料のノッチやオリエンテ
   −ションフラットの位相合わせをする手段を備えている
   ことを特徴とする真空処理装置。
5. 【請求項５】請求項１ないし４のいずれかに記載の真空
   処理装置において、 前記真空処理装置の外形が、真空搬送室を中心に放射状
   に構成されていることを特徴とする真空処理装置。
6. 【請求項６】カセットブロックと真空処理ブロックとか
   ら構成され、該カセットブロックには、試料を収納した
   複数のカセットを載置するカセット台が設けられ、前記
   真空処理ブロックには、前記試料を真空処理する処理室
   と、ロードロック室及びアンロードロック室と、前記処
   理室と前記両ロ−ドロック室の間で前記試料を搬送する
   真空搬送手段が配置された真空搬送室とを有する真空処
   理装置において、 前記大気ブロックがオリエンテーションフラット、ノッ
   チもしくはレーザマークの位相合せ機構を含み、 前記両ロードロック室が近接して平行配置されており、 前記真空搬送室の周辺に、前記処理室拡張接続用の開口
   が複数個形成されており、 前記複数の処理室として、前記真空搬送室を挟んで前記
   両ロードロック室と対向する側に第１、第２のエッチン
   グ室が配置され、該第１、第２のエッチング室と前記両
   ロードロック室の間に第１、第２のアッシング室が配置
   され、 前記第１、第２のエッチング室の各中心を結ぶ線、前記
   第１、第２のアッシング室の各中心を結ぶ線、及び前記
   両ロードロック室の各中心を結ぶ線が互いに平行である
   ことを特徴とする真空処理装置。
7. 【請求項７】請求項１ないし６のいずれかに記載の真空
   処理装置において、 前記複数の処理室を制御する主装置と、該各処理室の動
   作を補助する複数の従装置とを備え、該主装置と該従装
   置が共通の情報伝達手段で接続され、前記主装置は前記
   各従装置の制御情報を書き込む共有メモリを備えている
   ことを特徴とする真空処理装置。
8. 【請求項８】試料の搬出入を行う搬出入室と、前記試料
   を真空処理する複数の処理室とを有し、前記処理室と前
   記搬出入室との間で前記試料を搬送する真空搬送手段を
   有する真空搬送室を備え、前記真空搬送室の両側面に連
   結した前記複数の処理室へ前記搬送手段が試料を搬送す
   る方向と前記搬出入室へ外部から試料が搬出入する方向
   とがほぼ直交するように前記真空搬送手段を中心として
   前記搬出入室と前記処理室とが設けられていることを特
   徴とする真空処理装置。
9. 【請求項９】試料の搬出入を行う搬出入室と、前記試料
   を真空処理する処理室とを有し、前記処理室は複数の第
   一の処理室と複数の第二の処理室とからからなり、 前記処理室と前記搬出入室との間で前記試料を搬送する
   真空搬送手段を有する真空搬送室を備え、前記処理室と
   前記搬出入室が前記真空搬送室の周囲に設けられている
   真空処理装置において、 前記真空処理室内に２枚の試料を回転させて搬送する際
   に、試料の仮想最外円周と近接して前記搬出入室と前記
   処理室とが設けられていることを特徴とする真空処理装
   置。