JPS62204515A - 試料の搬送装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は主に高集積半導体装置の製造のためのＣＶＤ　
（Ｃｈｅｍｉｃａｌ　　Ｖａｐｏｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉ
ｏｎ）装置、エツチング装置、スパッタリング装置等に
用いられる試料の搬送装置に関するものである。

〔従来技術〕

電子サイクロトロン共鳴を利用したプラズマ装置は低ガ
ス圧で活性度の高いプラズマを生成出来、イオンエネル
ギの広範囲な選択が可能であり、また大きなイオン電流
がとれ、イオン流の指向性、均一性に優れるなどの利点
があり、高集積半導体装置の製造に欠かせないものとし
てその研究、開発が進められている。

第５図はプラズマエツチング装置として構成した従来の
電子サイクロトロン共鳴を利用したプラズマ装置の横断
面図であり、３Ｉはプラズマ生成室を示している。プラ
ズマ生成室３１は周囲壁を２重構造にして冷却水の通流
室３１ａを備え、また−側壁中央には石英ガラス板３１
ｂにて封止したマイクロ波導入口３１ｃを、更に他側壁
中央には前記マイクロ波導入口３１ｃと対向する位置に
引出用の電極を配置したプラズマ引出口３１ｄを夫々備
えており、前記マイクロ波導入口３１ｃには導波管３２
の一端が接続され、またプラズマ引出口３１ｄに臨ませ
てエツチング室３３を配設し、更に周囲にはプラズマ生
成室３１及びこれに接続した導波管３２の一端部にわた
ってこれらを囲繞する態様でこれらと同心状に励磁コイ
ル３４を配設しである。

導波管３２の他端部はマグネトロンＭに接続されており
、またエツチング室３３におけるプラズマ引出口３１ｄ
と対向しない一側壁外面にはロードロック室３５を、更
に（−側壁外面には半導体ウェーハ等である試料３７用
の載置台３８の移動手段３６を構成するケーシング３６
ａが相対向せしめて設置されている。ケーシング３６ａ
内には先端に載置台３８．栓体３６ｂを装着したロッド
３６ｃをその軸心線画りに回転、並びに軸方向に摺動可
能に保持するガイド部材３６ｄ、及びロッド３６ｃを回
転、並びに軸方向移動させる駆動部３６ｅ、３６ｆ等が
配設されている。栓体３６ｂは載置台３８をエツチング
室３３内に位置させたときはケーシング３６ａとエツチ
ング室３３との連通孔３３ｈを、また載置台３８をロー
ドロック室３５内に位置させたときはロードロック室３
５とエツチング室３３との隔壁の連通孔３３ａを夫々気
密封止するようロッド３６ｃに固定されている。

而してこのようなプラズマエツチング装置にあっては、
図面に破線で示す如くロッド３６ｃを前進させ、載置台
３８をロードロック室３５内に位置させると共に栓体３
６ｂにて連通孔３３ａを封止し、ロードロック室３５内
に図示しない給排気管を通じてガスを導入し、ロードロ
ック室３５内を大気圧に迄高めた後、蓋３５ａを破線で
示す如く開放して載置台３８上の試料３７を交換し、再
びロードロック室３５を閉鎖して給排気管をｉｉｌじて
所定の真空度に迄排気した後、ロッド３６ｃを載置台３
８がプラズマ引出口３１ｄ前方に位置するよう後退させ
、その位置でロッド３６ｃを９０°回転させて試料３７
をプラズマ引出口３１ｄに対向せしめる。この状態でプ
ラズマ生成室３１内にプラズマを生成させ、生成させた
プラズマを励磁コイル３４にて形成される、プラズマ引
出口３１ｄ前方のエツチング室３３ｔｌｌＩＪに向かう
に従って磁束密度が低下する発散磁界によってエツチン
グ室３３内の試料３７上に投射せしめて、試料３７表面
をエツチングするようになっている（特開昭６０−５１
５３７号）。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで上述した如き従来の試料搬送装置にあっては載
置台３８に連動する栓体３６ｂによってロードロック室
３５の開閉を自動的に行うこととしているが、試料は１
個ずつエツチング加工し、加工を終了するとその都度、
ロードロック室３５に対するガスの給排を行って外部と
試料を交換する構成となっているため、無駄な動作を反
復しなければならず、作業能率が低く、試料の取扱いも
煩わしい等の問題があった。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明はかかる事情に鑑みなされたものであって、その
目的とするところはロードロック室内に複数の試料を収
納したカセソ・トを配設し、第１゜第２の搬送手段にて
カセットから取り出した試料を試料室内の載置台にセッ
トし、また載置台から取り外してカセットに戻す操作を
反復し、所定数の試料の処理を終了するとロードロック
室から一括して搬出し、また搬入し得るようにし、試料
の取扱いが容易で作業能率も高い試料の搬送装置を提供
するにある。

本発明に係る試料の搬送装置は、試料にプラズマを投射
する試料室と、連通口を介して前記試料室と連通し、且
つ外部との試料の交換口を備えたロードロック室と、試
料を前記ロードロック室と、試料室との間で移動させる
搬送手段とを具備するプラズマ装置において、前記ロー
ドロック室は試料室下に配設し、その内部に複数の試料
を収納したカセットを着脱可能に配設し、前記搬送手段
は前記連通口を経てロードロック室と試料室との間を移
動する第１の搬送手段と、前記試料室内に配設され、前
記第１の搬送手段との試料の受け渡し位置と連通口に対
向しない位置に定めたプラズマ被投射位置との間を移動
する第２の搬送手段とを具備することを特徴とする。

〔実施例〕

以下本発明をプラズマＣＶＤ装置の試料の搬送装置とし
て構成した実施例を示す図面に基づき具体的に説明する
。第１図は、本発明に係る試料の搬送装置（以下本発明
装置という）の縦断面図、第２図はカセットの部分破砕
斜視図、第３図は第１図の■−■線による部分正面図、
第４図は第１図のＩＶ−ＩＶ線による部分正面図であり
、図中１はプラズマ生成室、２は導波管、３は試料に対
しエツチングを施す試料室たるエツチング室、４は励磁
コイル、５はロードロック室を示している。

プラズマ生成室ｌはステンレス鋼製であって周囲壁は２
重構造にして冷却水の通流室１ａを備え、−側壁中央に
は石英ガラス板１ｂにて封止されたマイクロ波導入口Ｉ
Ｃを備え、また他側壁中央には、前記マイクロ波導入口
ＩＣと対向する位置にプラズマの引出口１ｄを備えてお
り、前記マイクロ波導入口１ｃには導波管２の一端部が
、またプラズマの引出口１ｄにはこれに臨ませてエツチ
ング室３が配設され、更にプラズマ生成室１及びこれに
連結された導波管２の一端部にわたってこれらと略同心
状に励磁コイル４が周設せしめられている。

導波管２の他端部はマグネトロンＭに接続されており、
ここで発せられたマイクロ波をマイクロ波導入口１ｃか
らプラズマ生成室１内に導入するようにしである。励磁
コイル４は図示しない直流電源に接続されており、直流
電流の通流によってプ、ラズマ生成室１内にマイクロ波
の導入によりプラズマを生成し得るよう磁界を形成する
と共に、エツチング室３側に向けて磁束密度が低くなる
発散磁界を形成しプラズマ生成室１内に生成されたプラ
ズマイオンをエツチング室３内に投射せしめるようにな
っている。Ｉｅ、　Ｉｆは通流室１ａに対する冷却水の
給水系、排水系、１ｇ、３ｇはガス併給系である。

エツチング室３は中空の直方体形に形成され、プラズマ
引出口１ｄと対向しない下部壁中央部にはスリット状の
連通路３ａが開口され、この連通路３ａに面してロード
ロック室５が連設配置されている。

ロードロック室５内にはカセット６、第１１１１１送手
謔を構成する試料Ｓの移送部材７が配設され、またエツ
チング室３内には試料Ｓの載置台８、及び第２の搬送手
段を構成するクランプ部材９が配設され、更に連通路３
ａにはそのロードロック室５側の端末にはゲートバルブ
１１が、一方エッチング室３側の端末にはシャッタ１２
が夫々設けられている。

ロードロック室５はゲートバルブ１１の開閉に必要なス
ペースを確保するための小室５ａ及びカセット６を配し
た大室５ｂからなり、小室５ａをエツチング室３の連通
路３ａに面してその直下に、また大室５ｂは小室５ａと
連通させた状態で、その下方に連設され、この大室５ｂ
には７１ｉ５ｃによって開閉される交換口５ｄが設けら
れている。

カセット６は第２図に示す如く上方を開放され、また底
部はその中央部を長手方向に試料Ｓの直径よりも小さい
幅寸法だけ開放して移送部材７の挿税口６ａを備えた中
空直方体状に形成されており、その左、右側板には長手
方向に一定間隔で区画縁６ｂ、６ｂが相対向する位置に
縦向きに設けられ、相隣する区画縁６ｂ間に夫々１個づ
つ試料Ｓが収納されるようになっている。カセット６は
その下部をロードロック室５の大室５ｂの底部に配した
ガイド部材５ｅ上に長手方向に摺動可能に配設され、一
端板にはロンドロｃを連結したエアシリンダ６ｄにて長
手方向における区画縁６ｂ間の寸法を１ピンチとして矢
符方向に間欠的に移動せしめられるようになっている。

ロードロック室５の大室５ｂの底部であってエツチング
室３との連通路３ａと対向する位置には移送部材７の挿
通用の孔５ｆが開口され、これに面して大室５ｂの下面
に移送部材７及びその駆動部を収納したケース７Ｃが配
設されている。

移送部材７は第３図に示す如（試料Ｓの直径よりも若干
小さい幅寸法を有する板材の上端縁に試料Ｓの周縁と略
等しい円弧状の凹溝７８を備え、その下端部はケース７
ｃ内にて図示しないワイヤに連結され、ワイヤの巻き上
げ、巻き下ろしによってロードロック室５の大室５ｂ内
でカセット６の試料Ｓの下部周縁を凹溝７８周縁に嵌め
合せた状態でこれを保持し、連通路３ａを経てエツチン
グ室３内における試料Ｓの受け渡し位置に移動させ、試
料Ｓを第２の搬送手段であるクランプ部材９に引き渡し
、また逆にこのクランプ部材９から試料Ｓを受け取るよ
うになっている。

エツチング室３内に配設されているａ置台８は試料Ｓの
直径より大きい円盤形に形成され、背面中央部を側壁に
貫設した支持具８ａに固定されて垂直に保持され、その
前面に試料Ｓを静電吸着せしめるようになっている。

支持具８ａは、エツチング室３の側壁に対して前。

後移動調節、並びに回動調節可能に配設されており、常
時は連通路３ａの開口位置と上下に対向しない位置に載
置台８を支持するようになっている。

第２の搬送手段を構成するクランプ部材９は第４図に示
す如く各先端部に弾性材９ｂ、　９ｂを備えた一対のク
ランプアーム９ａ、９ａの基端部を相互に枢支した状態
でエアシリンダ９ｃのロンド先端にアクチュエータ９ｄ
を介して装着してあり、エアシリンダ９Ｃの作動によっ
てクランプアーム９ａ　、　９ａを第１図に一点鎖線で
示す試料Ｓの受け渡し位置と、実線で示す載置台８に対
する試料Ｓの受け渡し位置との間を往復移動せしめられ
、夫々の位置にてアクチュエータ９ｄによりクランプア
ーム９ａ、９ａを開閉し、夫々移送部材７、載置台８と
の間で試料Ｓの受け渡しを行うようになっている。

ゲートバルブ１１はエツチング室３とロードロック室５
との間の連通路３ａを気密状態に封止するためのもので
あって、軸１１ａ回りに栓体１１ｂを回転可能に枢支し
て構成されており、図示しない回転駆動部により一点鎖
線で示す閉鎖位置と、実線で示す開放位置とに選択的に
回動せしめられるようになっている。

一方、シャッタ１２はエツチング室３内で生じた粉塵等
がロードロック室５内に落下して試料Ｓを汚染するのを
防止するためのものであって、スリット状をなず連通路
３ａと略同様のスリン１−状をなす開口部１２ａを備え
た蒲鉾型のドーム１２ｂの長平方向両端部に渡って門型
をなすシャッタ部材１２ｃを枢支し、図示しない駆動部
によってシャック部材１２ｃを実線で示す如く開口部１
２ａを開放する位置と破線で示す如き閉鎖位置とに選択
的に移動せしめられるよう構成されており、試料Ｓの移
送時は開放位置に、また試料Ｓに対するエツチング時に
は閉鎖位置に設定されるようになっている。

而して上述の如く構成された本発明装置にあってはゲー
トバルブ１１を閉じ、ロードロック室５内に図示しない
給排気系からガスを供給して外圧と略等しくした後、蓋
５ｃを開き、交換口５ｄから試料Ｓをセントしたカセッ
ト６を引出し、新たなカセット６をガイド部材５ｅ上に
乗せた状態でエアシリンダ６ｄのロンドロｃの先端に固
定する。このときシリンダ６ｄはロンドロｃを最大に伸
長した状態に設定してあり、これにカセット６を取り付
けたときは第１図に示す如くロッド６ｃ側の一側端に位
置する試料Ｓは移送部材７上に臨むこととなる。

蓋５ｃを閉じ、図示しない排気系から排気し、ロードロ
ック室５内をエツチング室３内と略等しい所定の真空度
に設定した後、ゲートバルブ１１、シャンク１２夫々を
開位置に設定して連通路３ａを開放状態に設定し、移送
部材７を作動させる。即ち図示しない駆動部を作動して
ワイヤを巻き上げ、移送部材７を上昇させ、カセット６
底邪の挿脱口６ａからカセット６内に挿入し、凹溝７８
内に試料Ｓのト部周縁を嵌め込んだ状態で試料Ｓをカセ
ット６から抜き出し、そのまま連通路３ａを経てエツチ
ング室３内の受け渡し位置にまで上昇して停止する。

受け渡し位置には第２ＩＩｌ送手段を構成するクランプ
部材９が両クランプアーム９ａ、９ａを開放した状態で
待機しており、移送部材７の上昇が停止するとアクチュ
エータ９ｄにより両クランプアーム９ａ、９ａを閉鎖し
、試料Ｓの両側周縁を挾持する。移送部材７は下降して
旧位置に戻り、ゲートバルブ１１゜シャック１２が閉鎖
され、またクランプ部材９は後退して載置台８に接近し
て、これに試料Ｓを静電吸着せしめて、クランプアーム
９を開放し、同様にして旧位置に戻って待機する。

ガス給排系１ｇを通じてプラズマ生成室１内にガスを供
給し、励磁コイル４に直流電流を通流すると共に、導波
管２を通じてマイクロ波を導入してプラズマを発生させ
、発生させたプラズマを励磁コイル４にて形成されるエ
ツチング室３内の試料Ｓに投射し、エツチングを施すよ
うになっている。

エツチングが終了するとクランプ部材９が載置台８の前
面近傍まで後退し、クランプアーム９ａ、９ａを閉じて
試料Ｓを保持し、受け渡し位置まで再び前進する。同時
に移送部材７も再び上昇して、その上端の凹溝７ａを試
料Ｓの下部周縁に嵌め込む位置まで上昇すると、クラン
プアーム９ａ、９ａが開放され、試料Ｓは移送部材７に
受け渡される。移送部材７は旧位置まで下降し、エツチ
ングを終了した試料Ｓはカセット６内に戻される。

エアシリンダ６ｄが作動してカセット６は次の試料Ｓが
移送部材７上に位置するよう矢符方向に移動し、再び移
送部材７は上昇して試料Ｓをカセット６から抜き出し、
エツチング室３内の受け渡し位置に上昇してクランプ部
材９に受け渡す。

以後は前述した動作を反復し、カセット６内の全試料Ｓ
についてエツチングが終了すると、図示しないガス給気
系からロードロック室５内にガスを注入し、大気圧にま
で高めた後、蓋５Ｃを開き、カセット６を新たなカセッ
トと交換し、蓋５ｃを閉じ、ロードロック室５内を所定
圧力に減圧後、再び前述した作業を反復する。

なお、上述の実施例は、本発明をエツチング装置におけ
る試料の搬送に通用した構成につき説明したが、何らこ
れに限るものではなく、例えばプラズマＣＶＤ　（Ｃｈ
ｅｍｉｃａｌ　Ｖａｐｏｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）装
置。

スパッタリング装置等にも適用し得ることは言うまでも
ない。

〔効果〕

以上の如く本発明装置にあってはカセットは単１個で済
み、それだけロードロック室のコンパクト化が図れ、し
かも試料は上、下方向に移送するため搬送手段も簡略化
され、設備コストの大幅な低減が図れ、その上口−ドロ
ック室内に複数の試料を収納してそれに対する処理を終
了した後、ロードロック室からカセットと共に一括して
搬出し、また搬入し得ることとなって、取り扱いが容易
となり、更にロードロック室に対するガスの給、排作業
回数も大幅に低減出来てランニングコストの節減が図れ
、作業能率も向上するなど本発明は優れた効果を奏する
ものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の縦断面図、第２図はカセットの部
分破砕斜視図、第３図は第１図の■−■線による部分正
面図、第４図は第１図のｒＶ−ｒＶ線による部分正面図
、第５図は従来装置の横断面図である。 ■・・・プラズマ生成室　２・・・導波管　３・・・エ
ツチング室　３ａ・・一連通路　４・・・励磁コイル　
５・・・ロードロック室　５ａ・・・小室　５ｂ・・・
大室　６・・・カセット７・・・移送部材　８・・・載
置台　９・・・クランプ部材１１・・・ゲートバルブ　
１２・・・シャッタ　Ｓ・・・試料時　許　出願人　日
本電信電話株式会社外１名 代理人　弁理士　河　　野　　登　　夫第　５　図 第　３　図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、試料にプラズマを投射する試料室と、連通口を介し
   て前記試料室と連通し、且つ外部との試料の交換口を備
   えたロードロック室と、試料を前記ロードロック室と、
   試料室との間で移動させる搬送手段とを具備するプラズ
   マ装置において、前記ロードロック室は試料室下に配設
   し、その内部に複数の試料を収納したカセットを着脱可
   能に配設し、前記搬送手段は前記連通口を経てロードロ
   ック室と試料室との間を移動する第１の搬送手段と、前
   記試料室内に配設され、前記第１の搬送手段との試料の
   受け渡し位置と連通口に対向しない位置に定めたプラズ
   マ被投射位置との間を移動する第２の搬送手段とを具備
   することを特徴とする試料の搬送装置。