KR20140118718A - 진공 처리 장치 및 진공 처리 장치의 운전 방법 - Google Patents

Abstract

복수의 다른 처리 압력으로 시료를 처리할 수 있는 생산 능력이 높은 진공 처리 장치 또는 그 운전 방법을 제공한다.
내측에 처리 대상의 시료를 수납한 카세트가 그 위에 실린 복수의 카세트대가 그 전면측에 배치된 대기 반송실과, 이 대기 반송실의 후방에 배치되어 제 1 압력으로 감압된 내부를 록 실을 통하여 반송된 상기 시료가 반송되는 제 1 반송실과, 이 제 1 반송실의 후방에서 압력 조절이 가능한 중계실을 거쳐 연결되며 제 2 압력으로 감압된 내부를 상기 제 1 반송실로부터 반송된 상기 시료가 반송되는 제 2 반송실과, 상기 제 1 반송실에 연결되어 상기 제 1 압력으로 된 내부의 처리실에 반송된 상기 시료가 처리되는 제 1 처리 용기와, 상기 제 2 반송실에 연결되어 상기 제 2 압력으로 된 내부의 처리실에 반송된 상기 시료가 처리되는 제 2 처리 용기를 구비한 진공 처리 장치.

Description

진공 처리 장치 및 진공 처리 장치의 운전 방법{VACUUM PROCESSING DEVICE AND METHOD FOR CONTROLLING A VACUUM PROCESSING DEVICE}

본 발명은, 복수의 진공 처리 용기 각각의 내부에 배치된 각각의 처리실 내에서 반도체 웨이퍼 등의 기판상의 시료를 처리하는 진공 처리 장치로서, 특히, 적어도 하나의 진공 처리 용기가 연결되어 감압된 그 내부의 공간을 시료가 반송되는 반송실을 구비한 진공 반송 용기가 복수 연결되며, 이들 복수의 반송실을 거쳐 복수의 처리실의 사이에서 시료를 반송하는 진공 처리 장치 또는 그 운전 방법에 관한 것이다.

상기한 바와 같은 진공 처리 장치, 특히, 감압된 진공 처리 용기 내부의 처리실 내에 처리 대상인 반도체 웨이퍼 등의 기판 형상의 시료(이하, 시료 또는 웨이퍼라고 부름)를 배치하고, 당해 처리실 내에서 형성한 플라즈마를 이용하여 웨이퍼 상면에 미리 형성 혹은 배치된 복수의 막이 상하로 적층된 막 구조를 에칭 처리하는 진공 처리 장치에 있어서는, 처리의 미세화, 정밀화와 함께 웨이퍼 처리의 효율 향상이 요구되어 왔다. 이 과제에 대하여, 종래로부터, 하나의 진공 처리 장치에 복수의 진공 처리 용기를 구비하고 이들 복수의 진공 처리 용기로 병행, 혹은 순차적으로 웨이퍼를 처리하는 장치, 소위 멀티 챔버형의 진공 처리 장치가 개발되어 있다.

이와 같은 진공 처리 장치를 이용함으로써, 장치가 설치되는 클린룸 등의 사용자의 구조물에 있어서의 단위 면적당의 생산성을 향상시키는 것이 알려져 있었다. 또한, 최근에는, 하나의 진공 처리 장치에 있어서 다양한 반도체 디바이스를 제조하는 것이 요구되고 있고, 다른 조건의 처리를 복수의 진공 처리 용기로 실시하는 요구에 대응하기 위해, 여러 가지 종류의 구성, 구조의 용기, 처리실을 구비한 진공 처리 용기를 하나의 진공 처리 장치에 접속하여 탑재할 필요성이 높아지고 있다.

이와 같은 복수의 진공 처리 용기나 처리실 혹은 챔버를 구비한 진공 처리 장치에서는, 각 처리실 혹은 챔버의 내부에 있어서 독립하여 각각의 처리의 조건에 적합한 가스의 공급이나 내부의 압력 조절이 실시되게 된다. 또한, 이들의 복수의 처리실 혹은 챔버는, 통상, 웨이퍼를 그 선단부의 핸드상에 유지하고 회전, 신축하는 아암을 이용하여 웨이퍼를 반송하는 로봇 아암을 내부에 구비한 진공 반송 용기 또는 내부의 공간인 반송 챔버와 연결되어 있다.

이와 같은 기술의 예는, 일본 공개특허 특개2011-124564호 공보(특허문헌 1)에 기재된 것이 알려져 있었다. 이 종래 기술의 진공 처리 장치에 있어서는, 웨이퍼의 반송은 처리실 내에서의 처리에 영향을 미치는 것이 억제 되도록, 동일한 정도로 감압되어 반응성이 상대적으로 작은, 예를 들면 불활성 가스가 도입된 진공 반송실의 내로 반송되는 것이 개시되어 있다. 그리고, 본 종래 기술에는, 진공 반송 용기와 대기압과 소정의 진공도의 저압력의 사이에서 내부의 압력을 증감, 조절 가능한 록 실이 연결되며, 진공 처리 장치의 운전 중에는 진공 반송 용기 및 이것에 연결된 진공 처리 용기와, 외부의 대기압의 분위기는 기밀하게 구획된 상태가 유지되며, 이들이 구성하는 감압된 내부의 공간에 외부로부터 반송된 복수의 웨이퍼는 구획된 이들의 공간에 있어서 1매씩 연속적으로 처리되는 진공 처리 장치가 개시되어 있다.

일본 공개특허 특개2011-124564호 공보

그러나, 상기 종래 기술에서는, 다음과 같은 점에 대하여 고려가 부족하여 문제가 있었다.

즉, 감압된 소정의 진공도의 압력으로 처리를 하는 진공 처리 용기, 진공 반송 용기 및 이들 사이에서 이들을 연결하는 반송 중간실의 배치밖에 고려되어 있지 않고, 100Pa 이하로 처리를 하는 처리실 혹은 처리 챔버와 대기압 또는 이와 같은 처리실에서의 처리 중의 압력보다는 높고 대기압보다 낮은 압력으로 처리를 하는 처리실 또는 챔버가 연결된 진공 처리 장치에 있어서, 웨이퍼를 효율적으로 반송하여 진공 처리 장치 전체의 처리의 효율, 예를 들면 하나의 진공 처리 장치의 단위 시간당의 웨이퍼의 처리 매수 소위 스루 풋을 높게 한다는 과제에 대해 고려되어 있지 않았다.

상기 종래의 기술에서는, 다른 처리 압력 조건으로 사용되는 복수의 처리실 또는 챔버가 하나의 진공 반송 용기 내의 반송실 또는 진공 반송 챔버에 연결되고 이들의 처리실에서 순차 연속적으로 웨이퍼의 처리를 행하는 운전을 행할 경우에는, 당해 진공 반송실에서의 웨이퍼의 반송을 할 때에 이들의 사이를 연통하는 통로인 게이트의 개구를 개폐하는 게이트 밸브가 개방된 직후에 가스의 이동에 의한 웨이퍼의 위치의 어긋남이나 이물, 입자의 확산, 부착 등의 악영향이 생기지 않도록, 진공 반송실 내의 압력과 처리에 적합한 처리실 내의 압력의 사이에서 압력의 조절을 각 처리실에 있어서의 처리의 전후로 행할 필요가 있었다. 이 때문에 상기의 종래 기술에서는, 진공 처리 장치의 전체적인 웨이퍼의 처리의 효율이 손상되어 있었다는 문제에 대해, 고려되어 있지 않았다.

본 발명의 목적은, 다른 처리용의 압력의 조건으로 시료를 처리하는 복수의 처리실을 구비해 생산성이 높은 진공 처리 장치 및 그 운전 방법을 제공하는 것에 있다.

상기 목적은, 내측에 처리 대상의 시료를 수납한 카세트가 그 위에 실린 복수의 카세트대가 그 전면측에 배치된 대기 반송실과, 이 대기 반송실의 후방에 배치되어 제 1 압력으로 감압된 내부를 록 실을 통하여 반송된 상기 시료가 반송되는 제 1 반송실과, 이 제 1 반송실의 후방에서 압력 조절이 가능한 중계실을 거쳐 연결되며 제 2 압력으로 감압된 내부를 상기 제 1 반송실로부터 반송된 상기 시료가 반송되는 제 2 반송실과, 상기 제 1 반송실에 연결되어 상기 제 1 압력으로 된 내부의 처리실에 반송된 상기 시료가 처리되는 제 1 처리 용기와, 상기 제 2 반송실에 연결되어 상기 제 2 압력으로 된 내부의 처리실에 반송된 상기 시료가 처리되는 제 2 처리 용기를 구비한 진공 처리 장치에 의해 달성된다.

또한, 내측에 처리 대상의 시료를 수납한 카세트가 그 위에 실린 복수의 카세트대가 그 전면측에 배치된 대기 반송실과, 이 대기 반송실의 후방에 배치되어 제 1 압력으로 감압된 내부를 록 실을 통하여 반송된 상기 시료가 반송되는 제 1 반송실과, 이 제 1 반송실의 후방에서 압력 조절이 가능한 중계실을 거쳐 연결되며 제 2 압력으로 감압된 내부를 상기 제 1 반송실로부터 반송된 상기 시료가 반송되는 제 2 반송실과, 상기 제 1 반송실에 연결되어 상기 제 1 압력으로 된 내부의 처리실에 반송된 상기 시료가 처리되는 제 1 처리 용기와, 상기 제 2 반송실에 연결되어 상기 제 2 압력으로 된 내부의 처리실에 반송된 상기 시료가 처리되는 제 2 처리 용기를 구비한 진공 처리 장치의 운전 방법으로서, 상기 시료가 수납되어 밀봉된 상기 중계실이, 이 시료가 다음에 반송되는 상기 제 1 또는 제 2 반송실 중 어느 쪽이 상기 제 1 또는 제 2 압력으로 내부의 압력을 조절함으로써 달성된다.

도 1은, 본 발명의 실시예에 관련된 진공 처리 장치의 전체의 구성의 개략을 나타낸 상면도이다.
도 2는, 도 1에 나타낸 실시예의 변형예에 관련된 진공 처리 장치의 전체의 구성의 개략을 나타낸 상면도이다.

이하, 본 발명에 의한 진공 처리 장치의 실시형태를 도면에 의해 상세하게 설명한다.

본 발명의 실시예를 도 1을 이용하여 설명한다. 도 1은, 본 발명의 실시예에 관련된 진공 처리 장치의 전체의 구성의 개략을 설명한 상면도이다. 본 도면에서는, 각각이 다른 처리시의 압력의 조건으로 처리가 실시되는 복수의 처리실을 포함하는 진공 처리 장치를 상방으로부터 본 경우의 구성을 나타내고 있다.

본 도면에 나타낸 진공 처리 장치(100)는, 크게 나누어, 대기측 블록(101)과 그 후방(도면상 상방)에 배치된 진공측 블록을 구비하고 있다. 진공측 블록은, 처리 압력 A측 블록(102)과 처리 압력 B측 블록(103)을 구비하여 구성된다.

대기측 블록(101)은, 대기압하에서 피처리물인 반도체 웨이퍼 등의 기판 형상의 시료가 반송되며, 혹은 그 수납, 또는 위치 결정 등이 행해지는 부분이다. 또한, 진공측 블록은 진공 용기 내부에 배치된 공간이며 감압되어 소정의 진공도로 된 공간 내에서 시료가 반송, 수납되어, 혹은 플라즈마가 형성되어 시료의 처리가 행해지는 부분이다.

진공측 블록의 처리 압력 A측 블록(102)은, 대기측 블록(101)과 연결되어 있고, 대기압으로부터 감압된 내부의 공간에서 시료가 반송되며, 미리 정해진 진공 용기 내의 처리실에 있어서 소정의 압력의 값인 처리 압력 A의 조건으로 플라즈마를 이용하여 처리가 행해지는 블록이다. 그리고, 처리 압력 B측 블록(103)은, 처리 압력 A로부터 감압 또는 승압된 내부의 공간을 시료가 반송되어 소정의 압력의 값인 처리 압력 B의 조건으로 미리 정해진 진공 처리실 내에 있어서 플라즈마를 이용하여 처리가 행해지는 블록이다.

처리 압력 A측 블록(102)과 대기측 블록(101)의 사이에는, 시료를 내부의 수납실에 수납한 상태에서 압력을 대기압과 처리 압력 A의 사이로 상하시키는 진공 용기인 록 실(105)이, 이들과 연결되어 배치되어 있다. 또한, 처리 압력 B측 블록(103)과 처리 압력 A측 블록(102)의 사이에는, 시료를 내부의 수납실에 수납한 상태에서 압력을 처리 압력 B와 처리 압력 A의 사이로 상하시키는 진공 용기의 내부의 수납실인 반송 중간실(111)이, 이들과 연결되어 배치되어 있다.

대기측 블록(101)은, 내부의 반송용의 공간에 대기측 반송 로봇(109)을 구비한 대략 직육면체 형상의 케이스(106)를 구비하고 있다. 또한, 이 케이스(106)의 전면측에는, 처리용의 시료 또는 진공 용기 내의 처리실을 클리닝할 때에 이용되는 더미 시료가 내부에 수납된 카세트가 그 위에 실린 복수의 카세트대(107)가 구비되어 있다.

처리 압력 A측 블록(102)은, 진공 용기이며 감압된 내측을 시료가 반송되는 처리 압력 A 반송실(104)을 가진 진공 용기인 진공 반송 용기를 가지고 있다. 처리 압력 A 반송실(104)은 1개 또는 복수의 록 실(105)을 사이에 두고 대기측 블록(101)의 케이스(106)와 연결되어 있다.

처리 압력 A 반송실(104)을 구성하는 진공 용기(진공 반송 용기)는, 상방으로부터 본 평면 형상이 장방 또는 정방형 혹은 이것으로 간주될 정도로 근사한 직사각형 형상을 가진 용기이며, 그 내부의 처리 압력 A 반송실(104)은 내측의 압력이 처리 압력 A로 조절되어 있다. 당해 진공 반송 용기는, 그 직사각형의 변에 대응하는 복수의(본 예에서는 대향하는 2쌍의) 면을 구성하는 측벽이 진공 용기이며 내부에 처리 압력 A로 시료가 처리되는 처리실(121)을 가진 처리 용기와 착탈 가능하게 연결 가능하다.

본 실시예에서는, 상기 측벽 중 1개 만에 처리실(121)을 가지는 처리 용기가 연결되어 있다. 또한, 다른 한 변에 대응하는 측벽에는 반송 중간실(111)을 가지는 진공 용기가 착탈 가능하게 연결되며, 반송 중간실(111)이 연결된 측벽에 대향하는 변에 대응하는 측벽에는 록 실(105)을 가지는 진공 용기가 착탈 가능하게 연결되어 있다.

처리 압력 B 반송실(110)도 처리 압력 A 반송실(104)과 동일하게, 이것을 구성하는 진공 용기(진공 반송 용기)는, 상방으로부터 본 평면 형상이 장방 또는 정방형 혹은 이것으로 간주될 정도로 근사한 직사각형 형상을 가진 용기이며, 그 내부의 처리 압력 B 반송실(110)은 내측의 압력이 처리 압력 B로 조절되어 있다. 또한, 당해 진공 반송 용기도 그 직사각형의 변에 대응하는 복수의(본 예에서는 대향하는 2쌍의) 면을 구성하는 측벽이 진공 용기이며 내부에 처리 압력 B로 시료가 처리되는 처리실(122)을 가진 처리 용기와 착탈 가능하게 연결 가능하다.

본 실시예에서는, 상기 측벽 중 대향하는 변에 대응하는 2개만으로 처리실(122)을 가지는 처리 용기가 연결되어 있다. 또한, 다른 한 변에 대응하는 측벽에는 반송 중간실(111)이 착탈 가능하게 연결되어 있다.

처리 압력 A 반송실(104) 및 처리 압력 B 반송실(110)은, 그 내부가 시료가 반송되는 공간인 반송실이며, 이들의 내부의 중앙부에는, 록 실(105)과 처리실(121) 또는 반송 중간실(111)의 사이에서 시료를 반송하는 진공 반송 로봇(108)이 배치되어 있다. 이 진공 반송 로봇(108)은, 처리 압력 A 반송실(104)에서는 그 아암의 선단부의 핸드상에 시료를 실어 유지하고 회전, 아암의 신축을 행하여, 처리실(121)에 배치된 시료대와 록 실(105) 또는 반송 중간실(111) 중 어느 쪽의 수납 공간 내의 시료를 유지하는 시료대 혹은 랙 등 유지 수단의 사이로 시료를 반송한다.

처리실(121), 록 실(105) 및 반송 중간실(111)과 처리 압력 A 반송실(104)의 사이에는, 각각의 사이에 시료가 반송되어 통과하는 통로인 게이트가 배치되어 있고, 게이트에 의해 이들이 연통 가능하게 구성되어 있다. 또한, 상기의 실(室)끼리의 사이에는 각각에 기밀하게 폐색, 개방 가능한 밸브(120)가 배치되며, 상기 게이트는 밸브(120)에 의해 개폐된다.

다음으로, 본 실시예의 진공 처리 장치(100)에 있어서 시료에 대한 처리를 행할 때의 시료의 반송 공정의 개요를 설명한다. 카세트대(107) 중 어느 쪽의 위에 실린 카세트 내에 수납된 복수의 반도체 웨이퍼 등의 시료는, 진공 처리 장치(100)의 동작을 조절하는 도시하지 않은 제어 장치로부터의 지령 신호에 의거하여, 또는, 진공 처리 장치(100)가 설치되는 구조물의 제조 라인을 제어하는 호스트 컴퓨터 등의 제어 장치 등으로부터의 지령에 의거하여, 그 처리가 개시된다.

이와 같은 제어 장치로부터의 지령을 유선 또는 무선에 의한 통신 장치를 통하여 수신한 대기측 반송 로봇(109)은, 카세트 내의 특정한 시료를 카세트로부터 반출한다. 본 실시예의 대기측 반송 로봇(109)은, 복수의 빔 형상의 부재가 양단에 있어서 관절에 의해 연결된 다관절의 구조를 가지고, 관절부의 회전에 의해 이들의 다관절 구조체를 신축함으로써 당해 다관절 구조체의 단부(端部)에 배치되며 시료를 정전기 또는 흡인 유지하는 핸드부를 이동시켜 시료를 반출한다. 카세트로부터 반출된 시료는, 케이스(106)의 단부에 배치된 위치 결정 장치로 반송 혹은 당해 위치결정 장치로부터 반출되어 록 실(105) 내에 반입된다.

또한, 본 실시예에서는, 진공 처리 장치(100)에 통신 수단을 통하여 통신 가능하게 접속된 제어 장치가, 진공 처리 장치(100)의 대기측 블록(101), 처리 압력 A측 블록(102), 처리 압력 B측 블록에 배치된 센서 등의 검지 장치로부터의 신호를 수신하여 당해 신호로부터 그 상태를 검출하고, 그 결과에 따라 내부의 연산기가 검출, 산출한 지령 신호를 진공 처리 장치(100)의 특정한 개소에 발신하여 동작을 조절한다. 제어 장치는, 통신 장치의 사이에서 신호를 송수신하는 통신 인터페이스, CPU 등 마이크로 프로세서를 가지는 연산기 및 RAM, ROM 등의 메모리나 하드 디스크로 한 기억 장치 및 이들 사이로 신호가 통신되는 유선 또는 무선에 의한 통신 회로를 구비하고 있다.

시료가 반송되고 내부의 시료대 위에 실려 이것을 수납한 록 실(105)은, 케이스(106) 측에 배치된 밸브(120)가 폐색되어 내측이 밀봉된다. 그 후, 록 실(106) 내부는 소정의 처리 압력 A까지 감압된 후, 처리 압력 A 반송실(104)에 면한 측의 밸브(120)가 개방되어 록 실(105)과 처리 압력 A 반송실(104)의 반송실이 연통되며, 진공 반송 로봇(108)에 의해 시료가 처리 압력 A 반송실(104) 내에 반출된다.

본 실시예의 진공 반송 로봇(108)은, 대기측 반송 로봇(109)과 동일하게, 다관절 구조체 및 핸드부를 가진 아암을 구비하고 있으나, 핸드부에는 시료를 흡착 유지하는 수단은 구비되어 있지 않다. 진공 반송 로봇(108)은, 밸브(120)가 개방된 상태에서 아암을 록 실(105) 내에 신장시켜 선단의 핸드부를 록 실(105) 내부에 진입시키고, 시료를 수취하여 처리 압력 A 반송실(104) 내부에 반송한다. 또한, 진공 반송 로봇(108)은, 아암을 수축시켜 그 중심에 배치된 상하 방향의 회전축 주위로 회전하고, 카세트로부터 취출하였을 때에 미리 정해진 처리실(121) 또는 반송 중간실(111) 중 어느 쪽에 핸드부를 향해, 다시 아암을 신장하여 시료를 당해 어느 쪽의 실내에 반입한다.

반송 중간실(111)에 시료가 반송된 경우, 처리 압력 A 반송실(104) 측의 밸브(120)가 폐색되어 반송 중간실(111) 내부가 밀봉된다. 이 때, 반송 전에 반송 중간실(111)의 처리 압력 B 반송실(110) 측의 밸브(120)는 닫혀져 있고, 상기 반송 중에는 이것이 유지되어 있다. 내부가 밀봉된 후, 반송 중간실(111)의 내부는 감압 또는 가압되어 소정의 설정된 처리 압력 B가 되도록 조절된다.

당해 처리 압력 B가 실현된 후, 반송 중간실(110)의 처리 압력 B 반송실(110)에 면한 밸브(120)가 개방되며, 반송 중간실(111)과 처리 압력 B 반송실(110)이 연통된다. 처리 압력 B 반송실(110) 내부의 진공 반송 로봇(108)은, 그 아암을 반송 중간실(111) 내에 신장시켜 반송 중간실(111) 내의 수납부 내의 시료를 수취하고 아암을 수축하여 처리 압력 B 반송실(110) 내부에 반출한다.

반송 중간실(111)의 처리 압력 B 반송실(110)에 면한 밸브(120)가 폐색되면, 진공 반송 로봇(108)은, 중심의 회전축 주위로 회전하고 핸드부를 카세트로부터 취출하였을 때에 미리 정해진 처리실(122)로 향한다. 당해 처리실(122)과 처리 압력 B 반송실(110)의 사이의 밸브(120)가 개방된 후에, 아암을 다시 신장시켜 핸드부에 유지된 시료를 처리실(122) 내부에 반입하고, 내부의 시료대 상방에서 이것에 시료를 주고 받은 후 아암을 수축시켜 퇴실한다. 그 후, 처리실(122)과 처리 압력 B 반송실(110)의 사이의 밸브(120)가 다시 폐색되어 처리실(122) 내부가 밀봉된다.

록 실(105), 반송 중간실(111)은 필요 최소한인 챔버 용적으로 되어 있고, 내부의 시료 수납용의 실내의 가압이나 감압을 행할 때에 압력의 조절에 요하는 시간이 최소가 되도록 구성되어 있다. 또한, 록 실(105) 내에는 시료를 그 위에 실어 유지하는 시료대 또는 복수의 핀이 배치되며, 반송 중간실(111) 내에는 시료를 처리 압력 A 반송실(104) 및 처리 압력 B 반송실(110)의 각각의 사이에서 연통과 시료의 주고 받음을 위한 선반 구조 혹은 랙이 배치되어 있다.

또한, 본 실시예의 반송 중간실(111)에는 배기를 위한 배기 펌프와 연결된 개구는 배치되어 있지 않으나, 처리 압력 A 반송실(104) 또는 처리 압력 B 반송실(110) 중 어느 쪽의 내부를 배기, 감압하는 로터리 펌프 등의 러핑 펌프와 개구를 통하여 연결되어 있어도 된다. 또한, 본 실시예의 록 실(105), 처리 압력 A 반송실(104) 및 처리 압력 B 반송실(110) 내부에는 반응성이 작은 가스가 도입되고, 각각의 내부를 감압하기 위한 개구와 연결된 진공 펌프에 의한 배기와의 가스의 도입량 속도의 밸런스에 의해 내부의 압력이 조절된다. 반응성이 작은 가스로서는, 불활성 가스인 질소, 아르곤 등이 이용되어 있고, 처리 후의 시료의 표면이 산화하는 등 가공 후의 형상이 열화되는 것이 억제된다.

본 실시예에서는, 밸브(120)는 당해 밸브가 면하는 처리 압력 A 반송실(104) 또는 처리 압력 B 반송실(110)에 면하는 다른 밸브(120)에 대하여 배타적으로 개폐된다. 즉, 반송 중간실(111)에 반송된 시료는 반송 중간실(111)과 처리 압력 A 반송실(104)의 사이를 개폐하는 밸브(120)가 닫혀지며 반송 중간실(111) 내가 밀봉되어 내부의 압력 조절이 행해진 후, 반송 중간실(111)과 처리 압력 B 반송실(110)의 사이를 개폐하는 밸브(120)가 개방된다. 그 때, 처리 압력 B 반송실(110)에 면하고 있는 다른 밸브(120)인 2개의 처리실(122)과 처리 압력 B 반송실(110)의 사이를 개폐하는 밸브(120)는 폐색이 유지되어 있다.

제어 장치로부터의 지령에 의거하여 진공 반송 로봇(108)이 아암을 신장시켜 반송 중간실(111)로부터 처리 압력 B 반송실(110) 내에 시료를 반출한 후에, 반송 중간실(111)과 처리 압력 B 반송실(110)의 사이를 개폐하는 밸브(120)가 폐색된다. 그 후에, 처리실(122)과 처리 압력 B 반송실(110)의 사이의 닫혀진 밸브(120)가 개방되며, 진공 반송 로봇(108)이, 아암을 신장시켜 핸드부 상에 유지하여 실은 시료를, 카세트로부터 취출하였을 때에 미리 정해진 어느 쪽의 처리실(122)에 반입하여 내부의 시료대에 주고 받은 후, 아암을 수축시켜 퇴출한다. 아암이 처리 압력 B 반송실(110) 내에 수용된 후, 당해 미리 정해진 처리실(122)과 처리 압력 B 반송실(110)의 사이의 밸브(120)가 기밀하게 폐색되어 내부가 밀봉된 처리실(122) 내에서 압력 B의 조건으로 시료의 처리가 개시된다.

또한, 마찬가지로, 록 실(105)에 시료가 대기측 블록(101)으로부터 반송되어 수납되며 내부의 압력이 처리 압력 A와 동일하거나 동일하다고 간주될 정도로 근사한 값이 된 상태에서, 록 실(111)과 처리 압력 A 반송실(104)의 사이를 개폐하는 밸브(120)가 개방된다. 그 때, 처리 압력 A 반송실(104)에 면하고 있는 다른 밸브(120)인 처리실(121) 및 반송 중간실(111)과 처리 압력 A 반송실(104)의 사이를 개폐하는 밸브(120)는 폐색이 유지되어 있다.

그리고, 제어 장치로부터의 지령에 의거하여, 진공 반송 로봇(108)이 아암을 신장시켜 록 실(105)로부터 처리 압력 A 반송실 내(104)에 시료를 반출한 후에, 록 실(105)과 처리 압력 A 반송실(104)의 사이를 개폐하는 밸브(120)가 폐색된 후, 처리실(121) 또는 반송 중간실(111)과 처리 압력 A 반송실(104)의 사이가 닫혀진 밸브(120)가 개방된다. 진공 반송 로봇(108)은, 아암을 신장시켜 핸드부 상에 유지하여 실은 시료를, 카세트로부터 취출하였을 때에 미리 정해진 어느 쪽의 처리실(121) 또는 반송 중간실(111)에 반입하여 내부의 시료대 혹은 선반부에 주고 받은 후, 아암을 수축시켜 퇴출한다. 아암이 처리 압력 A 반송실(104) 내에 수용된 후, 당해 미리 정해진 처리실(121) 또는 반송 중간실(111)과 처리 압력 A 반송실(101)의 사이의 밸브(120)가 기밀하게 폐색되어 내부가 밀봉된다.

이 상태에서, 처리실(121) 내부에 처리용의 가스가 도입되며, 처리실(121)에 반입된 시료가 압력 A의 조건으로 플라즈마를 이용한 처리가 개시된다. 혹은 시료가 록 실(105)로부터 반송 중간실(111)에 반송된 경우에는, 내부가 처리 압력 B로 조절된다.

처리실(121, 122) 중 어느 쪽에서의 시료의 처리가 종료된 것이 검출되면, 당해 처리실과 이것이 연결된 처리 압력 A 반송실(104) 또는 처리 압력 B 반송실(110)의 반송실 사이를 개폐하는 밸브(120)가, 배타적으로 개방되며, 진공 반송 로봇(108)은, 처리가 끝난 시료를, 당해 시료가 처리실 내에 반입된 경우와 반대로 록 실(105)을 향해 반출된다. 록 실(105)에 시료가 반송되면, 이 록 실(105)과 처리 압력 A 반송실(104)의 반송실을 연통하는 통로를 개폐하는 밸브(120)가 닫혀지고 처리 압력 A 반송실(104)의 반송실이 밀봉되며, 록 실(105) 내의 압력이 대기압까지 상승시켜진다.

그 후, 케이스(106)의 내측의 밸브(120)가 개방되고 록 실(105)의 내부와 케이스(106)의 내부가 연통되며, 대기측 반송 로봇(109)은, 록 실(105)로부터 원래의 카세트에 시료를 반송하여 카세트 내의 원래의 위치로 되돌린다.

상기한 바와 같이, 본 실시예에서는, 어느 쪽이든 하나의 반송실에 면한 밸브(120)는 당해 반송실에 면한 다른 밸브(120)의 폐색이 유지된 상태에서 택일적으로 개폐된다. 또한, 처리 압력 A 반송실(104) 및 처리 압력 B 반송실(110)의 사이의 밸브(120)는 그 어느 쪽이든 일방(一方)은 닫혀진 상태에서 타방(他方)이 개폐된다. 이것에 의해, 따로 따로인 반송실에 연결된 처리실끼리가 동시에 개방된 결과 일방으로부터의 생성물이나 반응성 가스가 타방으로 확산되어 이물을 생기하고 오염되어버리는 것이 억제된다.

본 실시예에서는, 진공 반송 로봇(108)은 복수(본 예에서는 2개)의 아암을 구비하여 각각의 핸드부 상에 복수의 시료를 유지 가능하게 구성되어 있다. 이와 같은 진공 반송 로봇(108)은, 일방의 수축된 아암에 처리 전 혹은 처리 후의 시료를 유지한 상태에서 타방의 아암을 목적의 실에 신장시켜 내부의 처리 후 혹 처리 전의 시료를 수취하여 수축하는, 또한 일방의 아암을 당해 목적의 실을 향해 신장시켜 유지한 처리 전 또는 처리 후의 시료를 반송하여 주고 받는, 소위 교체의 동작을 행한다.

즉, 진공 반송 로봇(108)은, 각각이 배치된 처리 압력 A 반송실(104) 및 처리 압력 B 반송실(110) 내에서 일방의 아암에 시료를 유지한 상태에서, 밸브(120)가 개방 및 폐색된다. 혹은, 밸브(120)가 개방될 때까지 일방의 아암 상에 시료를 유지하고 있다.

상기 실시예의 진공 반송 로봇(108)은, 각각 기밀하게 구획된 처리 압력 A측 블록(102)과 처리 압력 B측 블록(103)으로 병행하여 시료의 반송을 행할 수 있다. 이 때문에, 시료의 처리 효율이 향상되고, 진공 처리 장치(100) 전체에서의 단위 시간당의 시료를 처리하는 매수, 소위 스루 풋이 향상된다.

〔변형예〕

도 2는, 도 1로 나타낸 실시예에 대해, 제 3 처리 압력 A 반송실(123)과 반송 중간실(124), 또는 제 3 처리 압력 A 반송실(123)에 처리실(121)을 2개 구비한 것이다. 본 실시예의 형태에 있어서는, 제 3 처리 압력 A 반송실(123)에 반송되는 시료는 반송 중간실(124)에서 소정의 압력으로 가압 또는 감압되며, 그 후, 제 3 처리 압력 A 반송실(123)에 면한 밸브(120)를 개방하여 반송 중간실(124)과 제 3 처리 압력 A 반송실(123)이 연통되며, 진공 반송 로봇(108)은, 그 아암을 반송 중간실(124) 내에 신장시키고, 반송 중간실(124) 내의 시료를 제 3 처리 압력 A 반송실(123) 측으로 반송한다. 진공 반송 로봇(108)은, 그 아암에 실은 시료를, 카세트로부터 취출하였을 때에 미리 정해진 처리실(121)에 반입한다.

본 실시예의 형태에 있어서도, 처리실의 용적이 적은 반송 중간실(124)에서 압력을 변화시킴으로써, 압력 변화에 걸리는 시간을 최소로 하여, 생산 효율이 최적이 되는 운용을 할 수 있다.

상기 실시예에 따르면, 다른 처리 압력 조건으로 사용되는 복수의 처리실 또는 챔버를 접속한, 생산성이 높은 반도체 제조 장치를 제공할 수 있다.

또한 진공압과 대기압으로 다른 처리를 행하는 경우에 있어서도, 대기 상태로 개방되지 않아 산화 등의 열화를 방지하는 반도체 제조 장치를 제공할 수 있다.

100: 진공 처리 장치 101: 대기측 블록
102: 처리 압력 A측 블록 103: 처리 압력 B측 블록
104: 처리 압력 A 반송실 105: 록 실
106: 케이스 107: 카세트대
108: 진공 반송 로봇 109: 대기 반송 로봇
110: 처리 압력 B 반송실 111: 반송 중간실
120: 밸브 121: 처리실
122: 처리실 123: 제 3 처리 압력 A 반송실
124: 반송 중간실

Claims (5)

1. 내측에 처리 대상의 시료를 수납한 카세트가 그 위에 실린 복수의 카세트대가 그 전면측에 배치된 대기 반송실과, 이 대기 반송실의 후방에 배치되어 제 1 압력으로 감압된 내부를 록 실을 통하여 반송된 상기 시료가 반송되는 제 1 반송실과, 이 제 1 반송실의 후방에서 압력 조절이 가능한 중계실을 거쳐 연결되며 제 2 압력으로 감압된 내부를 상기 제 1 반송실로부터 반송된 상기 시료가 반송되는 제 2 반송실과, 상기 제 1 반송실에 연결되어 상기 제 1 압력으로 된 내부의 처리실에 반송된 상기 시료가 처리되는 제 1 처리 용기와, 상기 제 2 반송실에 연결되어 상기 제 2 압력으로 된 내부의 처리실에 반송된 상기 시료가 처리되는 제 2 처리 용기를 구비한 진공 처리 장치.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 시료가 수납되어 밀봉된 상기 중계실이, 이 시료가 다음에 반송되는 상기 제 1 또는 제 2 반송실 중 어느 쪽이 상기 제 1 또는 제 2 압력으로 내부의 압력을 조절하는 진공 처리 장치.
3. 제 2항에 있어서,
   상기 제 1 반송실과 상기 록 실, 상기 중계실 및 상기 제 1 처리실의 각각의 사이에 배치되어 이들 사이를 기밀하게 폐색 또는 개방하는 복수의 제 1 반송실용의 밸브를 구비하고, 및 제 2 반송실과 상기 중계실 및 상기 제 2 처리실의 각각의 사이에 배치되어 이들 사이를 기밀하게 폐색 또는 개방하는 복수의 제 2 반송실용의 밸브를 구비하고, 상기 제 1 반송실과 상기 제 2 반송실의 사이가 기밀하게 구획된 상태에서 상기 복수의 제 1 반송실용의 밸브 및 복수의 제 2 반송실용의 밸브가 각각으로 배타적으로 개방되어 상기 시료가 반송된 후 폐색되는 진공 처리 장치.
4. 내측에 처리 대상의 시료를 수납한 카세트가 그 위에 실린 복수의 카세트대가 그 전면측에 배치된 대기 반송실과, 이 대기 반송실의 후방에 배치되어 제 1 압력으로 감압된 내부를 록 실을 통하여 반송된 상기 시료가 반송되는 제 1 반송실과, 이 제 1 반송실의 후방에서 압력 조절이 가능한 중계실을 거쳐 연결되며 제 2 압력으로 감압된 내부를 상기 제 1 반송실로부터 반송된 상기 시료가 반송되는 제 2 반송실과, 상기 제 1 반송실에 연결되어 상기 제 1 압력으로 된 내부의 처리실에 반송된 상기 시료가 처리되는 제 1 처리 용기와, 상기 제 2 반송실에 연결되어 상기 제 2 압력으로 된 내부의 처리실에 반송된 상기 시료가 처리되는 제 2 처리 용기를 구비한 진공 처리 장치의 운전 방법으로서,
   상기 시료가 수납되어 밀봉된 상기 중계실이, 이 시료가 다음에 반송되는 상기 제 1 또는 제 2 반송실 중 어느 쪽이 상기 제 1 또는 제 2 압력으로 내부의 압력을 조절하는 진공 처리 장치의 운전 방법.
5. 제 4항에 있어서,
   상기 제 1 반송실과 상기 록 실, 상기 중계실 및 상기 제 1 처리실의 각각의 사이에 배치되어 이들 사이를 기밀하게 폐색 또는 개방하는 복수의 제 1 반송실용의 밸브를 구비하고, 및 제 2 반송실과 상기 중계실 및 상기 제 2 처리실의 각각의 사이에 배치되어 이들 사이를 기밀하게 폐색 또는 개방하는 복수의 제 2 반송실용의 밸브를 구비하고,
   상기 제 1 반송실과 상기 제 2 반송실의 사이가 기밀하게 구획된 상태에서 상기 복수의 제 1 반송실용의 밸브 및 복수의 제 2 반송실용의 밸브가 각각으로 배타적으로 개방되어 상기 시료가 반송된 후 폐색되는 진공 처리 장치의 운전 방법.

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