JPS6233745B2

JPS6233745B2 -

Info

Publication number: JPS6233745B2
Application number: JP20441382A
Authority: JP
Inventors: Hidetaka Jo; Noboru Kuryama
Original assignee: Tokuda Seisakusho Co Ltd
Current assignee: Tokuda Seisakusho Co Ltd
Priority date: 1982-11-20
Filing date: 1982-11-20
Publication date: 1987-07-22
Also published as: JPS5994435A

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の技術分野〕本発明は真空処理装置に係り、特にシリコンウ
エハを自動的に真空処理をする真空処理装置に関
する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

従来、半導体材料のシリコンウエハを真空処理
する場合、特にエツチングを行なう場合は、例え
ば円筒形状の真空槽を設け、その内部下面に複数
のシリコンウエハを、その被処理面を上方にして
配置し、その上方からプラズマ等によりエツチン
グを行なつていた。

しかし、上記のような装置ではエツチングによ
り削られたごみがシリコンウエハ上に付着するお
それがあり、製品の特性を悪化させる原因となつ
ていた。

また、プラズマエツチングを行なう場合、処理
を行なう室内と同様の真空状態にマグネツトを配
置すると、マグネツト配置側に放電が生じ、エネ
ルギーの無駄となつてしまう。そのため、マグネ
ツトを配置するための部屋をさらに設けなければ
ならず、通常の真空処理装置に必要な部屋よりも
室数が多くなり、構造が複雑化し、製作に手間が
かかるとともに、真空排気効率が悪いという欠点
を有している。

〔発明の目的〕

本発明は上記欠点に鑑みてなされたもので、シ
リコンウエハへのごみの付着を防止するととも
に、室数の少ない真空処理装置を提供することを
目的とするものである。

〔発明の概要〕

上記目的を達成するため本発明は、真空槽と、
この真空槽の内部に設けられた処理室と、被処理
物の入口側予備室および出口側予備室とをそれぞ
れ有し、上記真空槽内部には被処理物を入口側予
備室、真空槽、処理室、真空槽、出口側予備室の
順序で移動させる移動装置が設けられ、真空槽の
外部には被処理物を回動により入口側予備室に挿
入する挿入アームと、出口側予備室から取出す取
出アームとをそれぞれ設けてなり、入口側予備室
へ上記挿入アームの回動により被処理物の被処理
面を下方にして挿入し、取出アームの回動により
被処理物の被処理面が上方に戻され、その間の行
程を被処理面を下方にしたまま行なうようにして
構成されている。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の実施例を第１図ないし第３図を
参照して説明する。

第１図ないし第３図は、本発明に係る真空処理
装置を示したもので、円筒形状を有する真空槽１
の内部には、四角形状の処理室２がその一面を真
空槽１の外側に面するように設けられている。処
理室２の下面中央部には排気口３が設けられ、こ
の排気口３の下面側には排気ダクト４が接続され
ており、さらにこの排気ダクト４には図示しない
真空ポンプが接続されている。また、処理室２の
中央部に昇降装置５が設けられ、この昇降装置５
は、上記排気ダクト４の下面に設けられたエアシ
リンダ６から上方に延びるシヤフト７の上端部
に、円板状の載置板８が固着されてなり、この載
置板８の周縁部には、その一部が上方に突出し、
弧状に形成されるとともに、その上端部が鋭角状
に形成された載置部９が対向して設けられてい
る。また、処理室２の上板１０は、絶縁部材１１
を介して設けられており、上板１０の内部に水導
通部（図示せず）が形成され冷却板とされてい
る。この水導通部には給水管１２および排水管１
３が接続され、他端は外部へ延びており、さら
に、上板１０は、外部のRF電源１４と、マツチ
ングボツクス１５を介して接続されている。上板
１０の上面側には、例えばラツクとピニオン等を
用いて往復動可能とされたマグネツト１６が一定
間隙をもつて配置されている。さらにまた、上板
１０の内部には第３図に示すように、中央付近の
下面側に開口する管路１７が内蔵され、その他端
部は真空槽１を貫通して外部に延出され、開閉弁
１８ａを介して分岐し、それぞれさらに開閉弁１
８ｂ，１８ｃを介して、真空ポンプ１９および
N₂供給装置２０に接続される。上板１０の下面
にはカプトン等の薄膜有機フイルム２１が上記開
口を塞ぐように接着されている。

上記処理室２の対向する両側面には、それぞれ
挿入口２２および取出口２３が設けられるととも
に、これら挿入口２２と取出口２３を開閉する入
口側バルブ２４および出口側バルブ２５を設け、
両バルブ２４，２５は、下面側にそれぞれシヤフ
ト２６ａ，２６ｂを介してエアシリンダ２７ａ，
２７ｂが接続されて、上下方向に開閉自在とされ
ている。

真空槽１の内部には上記処理室２をはさんで対
称位置に入口側昇降装置２８と出口側昇降装置２
９とがそれぞれ設けられており、両昇降装置２
８，２９は、それぞれ真空槽１の下面に設けられ
たエアシリンダ３０ａ，３０ｂから上方に延びる
シヤフト３１ａ，３１ｂの上端部に予備室バルブ
３２ａ，３２ｂが設けられ、この予備室バルブ３
２ａ，３２ｂの上面には、弧状に形成されかつ上
端部が鋭角状に形成された載置部３３が対向して
設けられている。

真空槽１の下面中央付近対称位置にはエアシリ
ンダ３４ａ，３４ｂが設けられ、このエアシリン
ダ３４ａ，３４ｂから上方に延びるシヤフト３５
ａ，３５ｂの上端部には、ほぼコ字形状を有する
アーム部材３６の一端部が固着され、そのアーム
部材３６の他端部は真空槽１の内周面寄りに位置
するとともに、上記アーム部材３６のコ字形部分
の開放側が上記処理室２の配置された方向に位置
するように配設されている。アーム部材３６の他
端部下面には、断面形状Ｃ字状を有する載支部材
３７が、その開放部が下方を向くように固着され
ており、入口側移動アーム３８と、これと線対称
の形状を有する出口側移動アーム３９とが構成さ
れている。この両移動アーム３８，３９は、上下
動自在とされているとともに、入口側移動アーム
３８は、第３図に示す停止位置から上記入口側昇
降装置２８の上方を通つて処理室２の昇降装置５
まで回動自在とされ、出口側移動アーム３９も同
様に出口側昇降装置２９を通つて処理室２の昇降
装置５まで回動自在とされている。

さらに、真空槽１の上板の上記入口側昇降装置
２８の上方対応位置には、円筒状の入口側予備室
４０が設けられ、この入口側予備室４０の上部に
は開閉自在な外部入口側バルブ４１が設けられて
おり、上記入口側昇降装置２８の予備室バルブ３
２ａの上面が、入口側予備室４０の周囲下面に密
着することにより、予備室が形成されるものであ
る。上記入口側予備室４０の側部には真空ポンプ
（図示せず）が接続されている。同様に、出口側
昇降装置２９の上方対応位置に出口側予備室４２
が設けられるとともに、外部出口側バルブ４３が
設けられている。

真空槽１の外部上方であつて上記入口側予備室
４０の近傍には、先端部に真空固着装置４４が設
けられた挿入アーム４５が、回動自在に設けられ
ている。そして、収納カセツト４６ａと搬送部４
７ａとの間にコンベア４８ａが設けられ、この搬
送部４７ａから上記挿入アーム４５により入口側
予備室４０へウエハが挿入されるものである。同
様に、出口側予備室４２の近傍には、取出アーム
４９が設けられ、さらに、搬送部４７ｂ、コンベ
ア４８ｂ、収納カセツト４６ｂがそれぞれ設けら
れている。

上記構成部材は、すべて図示しないケーシング
内に収納されるものである。

次に本実施例の動作について説明する。

これから処理を行なうシリコンウエハ(A)が、そ
の被処理面を上方にして収納された収納カセツト
４６ａを所定位置に配置する。このシリコンウエ
ハ(A)が、コンベア４８ａにより搬送部４７ａへ送
られ、挿入アーム４５の真空固着装置４４により
その下面中央部を密着された後、挿入アーム４５
が180゜回動する。このとき、外部入口側バルブ
４１は上方に開かれており、かつ入口側昇降装置
２８は、第２図中鎖線で示すように上昇して、入
口側予備室４０の周囲下面に、予備室バルブ３２
ａが密着している。

そして、上記挿入アーム４５の回動によりシリ
コンウエハ(A)は、入口側昇降装置２８の載置部３
３の上に被処理面を下方にして載置される。この
ようにシリコンウエハ(A)の被処理面が下方を向い
ていても、載置部３３の上端が鋭角状に形成され
ているため、接触面積が小さく何ら問題とはなら
ない。

次に、外部入口側バルブ４１が閉じられ、入口
側予備室４０の内部を真空槽１の内部と同様に約
10^-5Torrに排気した後、入口側昇降装置２８が
下降して停止する。そして、入口側移動アーム３
８が回動して、シリコンウエハ(A)を載支部材３７
ａの中空部に挿入させた状態で、入口側昇降装置
２８の上方に停止し、入口側移動アーム３８がわ
ずかに上昇することにより、シリコンウエハ(A)
は、上記載支部材３７ａの下端に係止されかつ載
置部３３から離隔する。このとき、入口側バルブ
２４が下方に移動して挿入口２２が開かれてお
り、入口側移動アーム３８がさらに回動すること
により、シリコンウエハ(A)は、処理室２内に運ば
れる。そして、昇降装置５の載置板８上で上記移
動アーム３８が停止した後、下降して、シリコン
ウエハ(A)は、載置板８の載置部９へ載置される。
そして、入口側移動アーム３８は元の位置すなわ
ち、第１図に示す位置に戻るが、これらの回動動
作は、アーム部材３６ａと載置部９，３３の形状
により円滑に行なわれる。

入口側移動アーム３８が戻ると、入口側バルブ
２４が上昇して挿入口２２は閉じられ、昇降装置
５は上昇して、シリコンウエハ(A)を上板１０に密
着させる。本実施例においては、上記上板１０と
シリコンウエハ(A)とに相反する電荷を帯電させて
固定を行なう静電チヤツクが用いられており、シ
リコンウエハ(A)が固定されると昇降装置５は下降
する。そして、高周波電源１４のスイツチがON
されて、マグネツト１６の下方に形成される磁界
の先端部にプラズマを発生させてシリコンウエハ
(A)のエツチングが行なわれる。このとき、真空槽
１の内部は10^-5Torr程度、処理室２の内部は0.5
〜0.01Torr程度に排気され、かつ処理室２の内部
は、Ar等のガス雰囲気とされている。また、エ
ツチングの間、マグネツト１６は、シリコンウエ
ハ(A)の両端部を超える位置を複数回往復動するも
のである。したがつて、均一なエツチングを行な
うことができ、かつマグネツト１６が高真空中に
設けられているので、上板１０の上面側における
無駄な放電が発生しない。

エツチングが終了すると、再び昇降装置５が上
昇して、シリコンウエハ(A)を載置部９に載置した
後静電チヤツクを解除して、上板１０から剥離す
るものである。しかし、静電チヤツクの保持力は
数百Kgの強さで固定されており、静電チヤツクを
解除しても、シリコンウエハ(A)が剥離しない場合
が生じる。

そのため本実施例においては、上板１０の管路
１７にN₂供給装置２０からN₂ガを供給し、上板
１０の開口部分のカプトンフイルム２１を膨出さ
せることにより、シリコンウエハ(A)の剥離を円滑
ならしめている。すなわち、エツチング時には、
開閉弁１８ａ，１８ｃを開いて処理室２と同じ圧
力に排気した後、開閉弁１８ａ，１８ｃを閉じ、
次に開閉弁１８ｂを開きN₂ガスを管路途中に溜
めておく。そして、エツチングが終了後、開閉弁
１８ａを開いて少量のN₂ガスを供給するように
なされており、カプトンフイルム２１の破損を防
止するようになされている。

また、本実施例においては、管路１７の開口部
を中央部に配置したが、例えば直径４インチ（約
100mm）のシリコンウエハを処理する場合、ウエ
ハの中心から30mm半径の円の内側に開口部が配置
されるようにすれば、どの位置に配置してもよ
い。これは、それより外側に開口部を配置した場
合、開口部によりシリコンウエハの冷却作用が損
なわれ、かつ外側は内側に比べて熱伝導効率が低
いため、シリコンウエハ上のフオトレジストが熱
により損傷を受けるためである。さらに、この開
口部の径は、例えば1w／cm²の入力パワーで４イ
ンチのシリコンウエハを用い、かつカプトンフイ
ルムの厚さが0.1mmという条件下でエツチングを
行なう場合は、14mm以下であればシリコンウエハ
が熱的な損傷を受けることがない。また、静電チ
ヤツクを用いた場合2W／cm²の入力パワーをかけ
ることができるが、入力パワーが上昇すれば開口
部径は小さくなり、逆に入力パワーが低下すれば
該径は大きくてもよいという関係を有するもので
ある。

上記のように処理後のシリコンウエハ(A)を、載
置板８の載置部９へ載せて、昇降装置５が下降す
ると、出口側バルブ２５が下方へ移動し、取出口
２３が開かれる。そして、出口側移動アーム３９
が、昇降装置５の上方へ回動してシリコンウエハ
(A)を移動アーム３９の載支部材３７ｂの中空部に
挿入させた後、上昇して再び回動する。出口側移
動アーム３９は、出口側昇降装置２９の上方で停
止した後下降して、シリコンウエハ(A)を載置部３
３に載置し、第１図に示す元の位置まで戻る。

出口側昇降装置は、その予備室バルブ３２ｂが
出口側予備室４２の周囲下面に密着するまで上昇
し、このとき外部出口側バルブ４３は閉じられて
いる。そして、出口側予備室４２内を大気圧にし
た後、外部出口側バルブ４３を上方に開放して、
取出アーム４９の真空固着装置４４により、挿入
時と同様に、シリコンウエハ(A)を搬送部４７ｂへ
運び、該ウエハ(A)はコンベア４８ｂにより収納カ
セツト４６ｂへ順次収納される。収納カセツト４
６ｂへ処理後のシリコンウエハ(A)がすべて収納さ
れると、収納カセツト４６ｂごと取出して、再び
空の収納カセツト４６ｂを装着することにより連
続的なエツチンが可能となる。

したがつて、本実施例においては、真空槽１内
部を移動する際、シリコンウエハ(A)の被処理面は
常に下方に向いているので、移動時や、エツチン
グ時においてゴミ等が付着することを防止するこ
とができる。また、マグネツト１６の配置側にお
ける放電を防止するため、マグネツト１６を配置
する真空槽と、被処理物を処理する前後に配置す
る真空槽とを一体に形成したので、構造が簡単
で、真空排気効率を高めることができる。

なお、本実施例においては、昇降装置の上下動
にエアシリンダを用いたが、油圧シリンダやラツ
クとピニオン等の機構により行なつてもよいこと
はもちろんである。また、シリコンウエハのエツ
チング後の剥離手段として、機械的にカプトンフ
イルムを膨出させるようにしてもよい。さらに、
収納カセツトを縦置きした場合には、挿入アーム
と取出アームに90゜のひねり動作を行なわせるこ
とにより、本実施例と同様に被処理面を下方にし
て挿入するようにしてもよい。

〔発明の効果〕以上述べたように本発明に係る真空処理装置
は、真空槽と、この真空槽の内部に設けられた処
理室と、入口側予備室と、出口側予備室とを有
し、真空槽の外部に設けられた挿入アームの回動
により、被処理物をその被処理面を下方にして挿
入され、真空槽および処理室内の移動や処理等の
行程をそのまま行なうようにして構成されている
ので、移動時や特に処理時における被処理面への
ごみの付着を有効に防止することができる。さら
に、処理室が真空槽内部に完全に収納されてお
り、通常処理室の周辺に設けられる真空槽を一体
として用いるため、室数を少なくすることがで
き、構造が簡単で製作も容易であり、しかも、真
空排気効率が高まる等種々の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図はそれぞれ本発明の一実施
例を示したもので第１図は平面断面図、第２図は
本実施例の概略を示す正面断面図、第３図は処理
室の天板付近の拡大断面図である。１…真空槽、２…処理室、３…排気口、４…排
気ダクト、５…昇降装置、６，２７，３０，３４
…エアシリンダ、７，２６，３１，３５…シヤフ
ト、８…載置板、９，３３…載置部、１０…上
板、１１…絶縁部材、１２…給水管、１３…排水
管、１４…RF、電源、１５…マツチングボツク
ス、１６…マグネツト、１７…管路、１８…開閉
弁、１９…真空ポンプ、２０…N₂供給装置、２
１…カプトンフイルム、２２…挿入口、２３…取
出口、２４…入口側バルブ、２５…出口側バル
ブ、２８…入口側昇降装置、２９…出口側昇降装
置、３２…予備室バルブ、３６…アーム部材、３
７…載支部材、３８…入口側移動アーム、３９…
出口側移動アーム、４０…入口側予備室、４１…
外部入口側バルブ、４２…出口側予備室、４３…
外部出口側バルブ、４４…真空固着装置、４５…
挿入アーム、４６…収納カセツト、４７…搬送
部、４８…コンベア、４９…取出アーム。

Claims

【特許請求の範囲】

１円形状の真空槽と、この真空槽の内部に設け
られ両側面に互いに対向して設けられた入口側バ
ルブおよび出口側バルブにより開閉されるととも
に、上板を貫通するガス供給管路を閉塞するよう
に薄膜有機フイルムを貼着してなる静電チヤツク
が設けられた処理室と、上記真空槽の上部に上記
処理室に対して対称位置にそれぞれ設けられた小
容量の被処理物の入口側予備室および出口側予備
室とをそれぞれ有し、上記処理室の内部に被処理
物を支持する載置部を有し被処理物を上記静電チ
ヤツクに上記薄膜有機フイルムを介して固定させ
る位置まで昇降自在に設けられた載置板と、上記
真空槽の内部であつて上記入口側予備室および出
口側予備室の下方位置にそれぞれ昇降自在に設け
られ上記各予備室の下面を昇降動作により開閉す
るとともに、上面に被処理物を支持する載置部が
形成された予備室バルブと、上記各予備室の上面
を開閉する外部入口側バルブおよび外部出口側バ
ルブと、上記真空槽の内部に上記処理室内の載置
板および上記各予備室バルブがそれぞれ下降した
状態で上記載置板と各予備室バルブとの間で被処
理物を搬送する搬送装置と、上記真空槽の外部
に、先端に被処理物を密着保持する真空固着装置
が取付けられ、上記被処理物を回動によりその被
処理面を下方にして上記入口側予備室に挿入する
挿入アームおよび上記被処理物を上記出口側予備
室から回動によりその被処理面を上方に戻して取
出す取出アームをそれぞれ設けてなり、上記真空
槽の行程を被処理面を下方にしたまま行なうよう
にしたことを特徴とする真空処理装置。