WO2000017925A1 - Dispositif de traitement sous vide - Google Patents

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WO2000017925A1
WO2000017925A1 PCT/JP1999/005011 JP9905011W WO0017925A1 WO 2000017925 A1 WO2000017925 A1 WO 2000017925A1 JP 9905011 W JP9905011 W JP 9905011W WO 0017925 A1 WO0017925 A1 WO 0017925A1
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chamber
processing
chambers
processing apparatus
vacuum processing
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PCT/JP1999/005011
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Hiroya Kirimura
Original Assignee
Nissin Electric Co., Ltd.
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Priority to EP99943333A priority patent/EP1033750B1/en
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    • H01L21/67196—Apparatus for manufacturing or treating in a plurality of work-stations characterized by the construction of the transfer chamber

Definitions

  • a processing device for performing the predetermined process when an article to be processed is disposed inside and a predetermined process is performed under a predetermined pressure, a processing device for performing the predetermined process is provided, and the inside can be maintained at a predetermined pressure.
  • the present invention relates to a vacuum processing apparatus provided with a plurality of processing chambers. Background art
  • Semiconductor devices such as semiconductor memories, TFTs for liquid crystal displays, and MPUs usually use 1) a PVD method such as a sputtering evaporation method or an ion plating method, or a CVD method such as a plasma CVD method. 2) a process of etching a predetermined material from a substrate using a dry etching method such as an ECR plasma etching method, and 3) a process of etching a predetermined material from a substrate using a dry etching method such as an ECR plasma etching method. It is manufactured by applying a plurality of processes to a substrate in a predetermined order, such as a process of injecting a predetermined ion into the substrate using a ping method.
  • the film forming process, the dry etching process, the doping process and the like are usually performed under a predetermined pressure lower than the atmospheric pressure.
  • a vacuum processing apparatus for performing such processing on a substrate includes a processing chamber capable of maintaining the inside at a predetermined pressure.
  • the processing chamber is provided with a processing device capable of performing a predetermined processing on a substrate disposed inside the chamber.
  • predetermined processing is sequentially performed on the substrates in the vacuum processing apparatuses.
  • a plurality of process chambers are used to suppress adhesion of dust and the like to the substrate and to suppress contamination of the substrate.
  • a vacuum processing apparatus including the above.
  • FIG. 8 shows a schematic plan view of an example of a vacuum processing apparatus having a plurality of processing chambers.
  • the vacuum processing apparatus shown in FIG. 8 is provided with five chambers C i, C l, C 2, C 3, and C o capable of maintaining the inside at a predetermined pressure. These five chambers are connected in series via gate valves V2, V3, V4, V5. This vacuum processing apparatus is called an in-line vacuum processing apparatus.
  • Each of the chambers C 1, C 2, and C 3 is provided with a processing device (not shown).
  • the chambers C 1, C 2, and C 3 are processing chambers for performing a predetermined process on a substrate (article to be processed) by a processing apparatus inside the chambers. That is, this vacuum processing apparatus is provided with three processing chambers.
  • a valve V1 is provided in the chamber Ci at one end of the five chambers connected in series, so that a substrate can be carried into the chamber Ci from outside.
  • the chamber Ci is a chamber for carrying in the article to be treated.
  • a valve V6 is provided in the chamber C0 at the other end of the five chambers, so that the substrate in the chamber C0 can be carried out to the outside.
  • the chamber C 0 is a chamber for carrying out the article to be treated.
  • the substrate is loaded into the loading chamber C i, passes through the processing chambers C 1, C 2, and C 3 in that order, and from the unloading chamber-Co. It is carried out.
  • the substrate is usually held in a tray or the like, and the substrate is moved between the chambers by moving the tray.
  • Each process during the transfer By performing predetermined processing on the substrate in the chamber, a series of processing can be continuously performed on the substrate.
  • Substrates are sequentially transported through chambers maintained at a low gas pressure, so similar processing is performed by three vacuum processing systems, each having only one processing chamber, as described above. It is possible to suppress the adhesion of dust and the like to the substrate and the contamination of the substrate as compared with the case of performing the method. In addition, a plurality of processes can be efficiently performed on a substrate.
  • in-line vacuum processing equipment has the following three problems (1) to (3).
  • the tray holding the substrate is carried into each processing chamber together with the substrate, and is subjected to a predetermined process together with the substrate. For example, when a film is formed on the substrate, In this case, a film is also formed on the tray. As a result, more dust is generated from the tray, which contaminates the substrate.
  • FIG. 9 (A) is a schematic plan view of the vacuum processing apparatus
  • FIG. 9 (B) is a schematic sectional view taken along the line XX shown in FIG. 9 (A).
  • FIGS. 9 (A) and 9 (B) It has eight chambers CI, C2, C3, C4, C5, C6, Ci and Co that can be used. These chambers are arranged around the central chamber Cc and are respectively connected to the central chamber Cc via gate valves. The inside of the central chamber C c can also be set to a predetermined pressure.
  • the chambers C 1, C 2, C 3, C 4, C 5, and C 6 are processing chambers provided with processing devices (not shown).
  • Chamber C i is a carry-in chamber.
  • the chamber C 0 is a carry-out chamber.
  • each of the chambers C1, C2, C3, C4, C5, C6, Ci, Co and the chambers connected to the chamber Cc is provided inside the central chamber Cc.
  • a robot R capable of transferring a substrate is provided between the members C c.
  • a substrate can be sequentially loaded into each processing chamber via the central chamber, and predetermined processing can be sequentially performed on the substrate within each processing chamber.
  • a substrate holding tray carried into each processing chamber together with a substrate for substrate transfer used in an in-line type vacuum processing apparatus is provided. Since it becomes unnecessary, dust generation can be suppressed, and accordingly, contamination of the substrate can be suppressed.
  • the processing performed in that processing chamber can be performed by another processing chamber, so that the vacuum processing is performed. The entire function of the device is not stopped.
  • FIGS. 9 (A) and 9 (B) similarly to the above-described in-line type vacuum processing apparatus, when a large number of processing chambers are provided. However, the installation area becomes large. In particular, when performing a plurality of processes on a substrate having a relatively large area, each processing chamber is enlarged according to the substrate size, and accordingly, the size of the central chamber connecting the plurality of physical chambers is also increased. As a result, the total installation area is increased, and the cost of substrate processing is increased. Therefore, in order to solve such a problem, Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-555972 has been proposed. The gazette proposes a vacuum processing apparatus shown in FIG. 10 (A) and FIG. 10 (B). .
  • FIG. 10 (A) is a schematic plan view of the vacuum processing apparatus, and FIG.
  • the vacuum processing apparatus shown in FIGS. 10 (A) and 10 (B) has a processing chamber C
  • These chambers are arranged around the central chamber Cc, and are respectively connected to the central chamber Cc via gate valves.
  • a robot R for transporting substrates is arranged in the central chamber C c.
  • This vacuum processing apparatus has a two-layer structure, in which processing chambers C1, C3, C5, and C7 are arranged in the lower first layer, which is divided vertically into two parts. Processing chambers C 1, C 4, C 6, and C 8 are arranged in the first layer of the system. The processing chambers C 1, C 4, C 6, and C 8 arranged in the first hierarchy are overlapped with the processing chambers C 1, C 3, C 5, and C 7 respectively arranged in the first hierarchy. Are located.
  • FIGS. 10 (A) and 10 (B) In the vacuum processing apparatus shown in FIGS. 10 (A) and 10 (B),
  • a plurality of processes can be sequentially performed in the same manner as in the vacuum processing apparatus shown in FIGS. 9 (A) and 9 (B).
  • the vacuum processing apparatus shown in FIGS. 10 (A) and 10 (B) has the advantages of the vacuum processing apparatus shown in FIGS. 9 (A) and 9 (B). Further, since the vacuum processing apparatus shown in FIGS. 10 (A) and i 0 (B) has a two-layer structure, the vacuum processing apparatus shown in FIGS. 9 (A) and 9 (B) has a one-layer structure. Compared with the apparatus, the number of processing chambers can be increased without increasing the installation area. As a result, the processing cost of the substrate can be reduced.
  • FIG. 10 (A) and FIG. 10 (A) are identical to FIG. 10 (A) and FIG.
  • the vacuum processing apparatus shown in FIG. 10 (B) has the following problems (1) and (2).
  • the processing chamber (eg, processing chamber C 2) arranged in the upper second layer is almost the same as the processing chamber (eg, processing chamber C 1) arranged in the lower first hierarchy. Since they are completely overlapped, there is not enough space at the lower bottom of the processing chambers arranged in the upper second level for installing other equipment and devices.
  • a robot R is provided in the processing chamber.
  • an elevating device that can raise and lower the substrate holder may be provided.
  • an elevating device with a simple vertical mechanism can be provided at the lower bottom part of the chamber, but the processing chambers located on the upper second level
  • a lifting device with a simple lifting mechanism cannot be installed in the lower bottom part.
  • the processing chamber (lower processing chamber) arranged in the lower first layer, such as the processing chamber C1 is the processing chamber arranged in the upper second hierarchy, such as the processing chamber C2. Because it is placed almost completely on the upper processing chamber, there is not enough space on the ceiling of the lower processing chamber to install other equipment and devices. .
  • the ceiling of the processing chamber may be provided with, for example, a part or all of a processing apparatus for performing a predetermined process on a substrate disposed inside the chamber.
  • a lid may be provided on the ceiling of the processing chamber to perform maintenance such as cleaning of the inside of the chamber.
  • the maintenance lid is preferably provided on the ceiling of the processing chamber, but if a lid is provided on the ceiling of the lower processing chamber, the upper processing chamber placed on it One gets in the way and cannot open its lid.
  • a lid is provided on the ceiling of the lower processing chamber, the upper processing chamber placed on it
  • it is necessary to move the lower processing chamber or the upper processing chamber located immediately above it to a position where they do not overlap. To do so, it is necessary to connect the upper or lower processing chamber to the central chamber using a complicated and expensive mechanism such as a rail, a swivel arm, or a hinge, which is costly.
  • FIG. 10 (A) and FIG. B) it is necessary to provide a maintenance space on the outer peripheral side of the processing chamber 1 for moving the upper or lower processing chamber 1 for opening and closing the lid, as shown in FIG. 10 (A) and FIG. B)
  • the vacuum processing apparatus shown in the figure actually requires more space than the projected area. That is, the vacuum processing apparatus shown in FIG. 10 (A) and FIG. 10 (B)
  • the installation space cannot be reduced so much as compared with the vacuum processing apparatus shown in FIGS. 9 (A) and 9 (B).
  • the present invention provides a processing apparatus for performing a predetermined treatment on an article to be treated, the inside of the article can be maintained at a predetermined pressure, and the article to be treated is disposed inside the apparatus and the predetermined pressure is applied under a predetermined pressure.
  • a vacuum processing apparatus having a plurality of processing chambers for performing processing and having a plurality of processing chambers of the same size and the same number is used, the actual installation area is smaller than that of a conventional vacuum processing apparatus. It is an object of the present invention to provide a vacuum processing apparatus which can perform the above-described operations and has good maintainability. Disclosure of the invention
  • the present invention provides
  • a processing device for performing a predetermined process on the article to be processed is provided, and the inside thereof can be maintained at a predetermined pressure. In order to perform the predetermined process under a predetermined pressure with the article to be processed disposed therein.
  • a vacuum processing apparatus comprising a plurality of processing chambers,
  • the plurality of processing chambers are disposed around a central article transporting chamber capable of maintaining the inside thereof at a predetermined pressure, and each of the processing chambers is connected to the central chamber.
  • the plurality of processing chambers are arranged in a plurality of layers divided into two or more in the vertical direction, and two adjacent processing chambers in the peripheral direction of the central chamber are different from each other.
  • a vacuum processing apparatus is provided, which is arranged in a hierarchy and partially overlaps each other.
  • FIG. 1 is a schematic plan view of an example of a vacuum processing apparatus according to the present invention.
  • FIG. 2 (A), FIG. 2 (B), FIG. 2 (C), and FIG. 2 (D) show the vacuum processing apparatus shown in FIG. 2 wire, X 3 — X 3 wire, X 4 _ X
  • FIG. 3 is a view of an apparatus for performing a plurality of processes of the vacuum processing apparatus shown in FIG.
  • FIG. 4 is a block diagram showing a connection state.
  • FIG. 4 is a schematic perspective view showing a state where a lid provided on a ceiling portion of a processing chamber of the vacuum processing apparatus shown in FIG. 1 is opened.
  • FIG. 5 (A) is a schematic plan view of another example of the vacuum processing apparatus according to the present invention
  • FIG. 5 (B) is a view taken along line X-X of FIG. 5 (A) of the vacuum processing apparatus.
  • FIG. 6 is a schematic sectional view taken along the line.
  • FIG. 6 is a schematic plan view of still another example of the vacuum processing apparatus according to the present invention.
  • FIG. 7 (A), FIG. 7 (B), and FIG. 7 (C) show the X 1 _ X 1 line, X 2 _ X 2 line, and X 3 _ of the vacuum processing apparatus shown in FIG. 6, respectively. It is a schematic sectional drawing which follows the X3 line.
  • FIG. 8 is a schematic plan view of an example of a conventional vacuum processing apparatus.
  • FIG. 9 (A) is a schematic plan view of another example of the conventional vacuum processing apparatus
  • FIG. 9 (B) is a schematic cross-sectional view of the vacuum processing apparatus taken along line X—X in FIG. 9 (A).
  • FIG. 9 (A) is a schematic plan view of another example of the conventional vacuum processing apparatus
  • FIG. 9 (B) is a schematic cross-sectional view of the vacuum processing apparatus taken along line X—X in FIG. 9 (A).
  • FIG. 9 (B) is a schematic cross-sectional view of the vacuum processing apparatus taken along line X—X in FIG. 9 (A).
  • FIG. 10 (A) is a schematic plan view of still another example of the conventional vacuum processing apparatus.
  • FIG. 10 (B) is a schematic cross-sectional view of the vacuum processing apparatus taken along line XX of FIG. 10 (A).
  • a processing apparatus for performing a predetermined process on an article to be processed is provided, the inside can be set to a predetermined pressure, and the article to be processed is internally stored.
  • This is a vacuum processing apparatus provided with a plurality of processing chambers for performing the predetermined processing under a predetermined pressure under a predetermined pressure.
  • the plurality of processing chambers are arranged around a central chamber for article transport capable of maintaining the inside at a predetermined pressure, and are respectively connected to the central chamber.
  • the plurality of processing chambers are arranged in a plurality of layers vertically divided into two or more layers, and two adjacent processing chambers are different from each other in a peripheral direction of the central chamber. They are arranged in a hierarchy and only partially overlap each other.
  • This vacuum processing apparatus performs one or two or more predetermined processes on the article to be processed. It is for
  • the vacuum processing apparatus according to the present invention includes a plurality of processing chambers. Processing is performed inside each processing chamber. Typically, the treatment of the article to be treated is performed by setting the inside of the treatment chamber to a predetermined pressure (a predetermined degree of vacuum). The interior of each processing chamber can be at a predetermined pressure.
  • Each processing chamber is provided with a processing device for performing a predetermined processing on the article to be processed.
  • the processing device may be located inside the processing chamber or may be located outside. Alternatively, the processing device may be partially disposed inside the processing chamber, and the remaining part may be disposed outside the processing chamber.
  • the plurality of processing chambers are arranged around the central chamber.
  • the central chamber can also maintain a predetermined pressure inside.
  • Each processing chamber is connected to the central chamber.
  • Each processing chamber and the central chamber are connected via a valve so that the internal pressure of each processing chamber and the central chamber can be independently set to a predetermined pressure. Is also good.
  • the plurality of processing chambers are arranged in two or more layers in the vertical direction.
  • Two processing chambers adjacent to each other in the peripheral direction of the central chamber are arranged in different hierarchies.
  • Two adjacent processing chambers partially overlap each other.
  • the state where two adjacent chambers overlap each other means a state where two chambers overlap each other when the entire vacuum processing apparatus is viewed from above (or below). .
  • a part of the chambers arranged on the lower level becomes part of the upper level. It is hidden by a chamber located in the area.
  • Two adjacent processing chambers do not overlap at all, nor do all parts overlap. Two adjacent processing chambers are partially overlapped.
  • a lid can be provided to be openable and closable on the ceiling of the processing chamber.
  • maintenance operations such as cleaning the inside of the processing chamber can be easily and quickly performed.
  • the lid provided on the ceiling of the processing chambers arranged on the lower level increases the size of the overlapping processing chambers.
  • the lid can be opened without moving another processing chamber.
  • all or a part of a processing apparatus for performing a predetermined processing on the article to be processed can be arranged on a ceiling portion or a lower bottom portion of the processing chamber.
  • articles to be processed can be sequentially carried into a plurality of processing chambers via the central chamber. Then, in each processing chamber, a predetermined processing can be performed on the article to be processed by a processing device provided in the processing chamber. In this way, a plurality of processes can be successively applied to the article to be processed.
  • Examples of the processing apparatus include a CVD apparatus such as a plasma CVD method, an apparatus for forming a film by a PVD method such as a vacuum evaporation method, an ion source for performing ion implantation and the like, an apparatus for various types of dry etching, A heating device and a cooling device can be used. These may be provided in the processing chamber in combination. In any case, each chamber can be evacuated by the exhaust device so that the pressure in the chamber can be reduced to a predetermined pressure.
  • a plurality of articles to be processed can be subjected to predetermined processing at one time by a processing device provided in the processing chamber, a plurality of articles to be processed can be arranged in one processing chamber. Is also good. If a heating device is provided in the processing chamber, the article to be processed can be heated to a predetermined temperature. When the heating device can heat a plurality of articles to be processed at one time, a plurality of articles to be processed may be arranged in a single processing chamber provided with the heating device. The heat treatment may be performed, for example, as a pretreatment of a process performed after the heat treatment.
  • the inside can be set to a predetermined pressure, and a pretreatment provided with a pretreatment device for performing a predetermined pretreatment (for example, a heat treatment) on a plurality of articles to be processed is provided.
  • a dedicated chamber may be connected to the central chamber.
  • Such a pretreatment chamber may be arranged so as to straddle a plurality of layers when the volume is increased in order to perform pretreatment on a large number of articles at once.
  • the preprocessing chamber does not have to be arranged on a different layer from the adjacent chamber so that the adjacent chamber partially overlaps with the adjacent chamber.
  • the preprocessing chamber may be arranged on a different layer from the adjacent chamber so that the adjacent chamber partially overlaps with the adjacent chamber.
  • a cooling device is provided in the processing chamber, it is possible to cool an article to be processed whose temperature has increased.
  • the cooling device can perform a cooling process on a plurality of articles to be processed at one time, a plurality of articles to be processed can be arranged on the processing chamber provided with the cooling apparatus. Is also good.
  • the cooling process may be performed, for example, as a post-process performed before the cooling process.
  • a predetermined pressure can be applied to the inside of the processing chamber, and a post-processing device is provided for performing predetermined post-processing (for example, cooling processing) on a plurality of articles to be processed.
  • a dedicated chamber for post-processing may be connected to the central chamber.
  • Such a post-processing chamber may be arranged so as to straddle a plurality of layers when the volume thereof is increased in order to perform post-processing on a large number of articles at once.
  • the post-processing chamber may not be arranged on a different layer from the adjacent chamber so that the adjacent chamber partially overlaps with the adjacent chamber.
  • the post-processing chamber may be arranged on a different layer from the adjacent chamber so that the adjacent chamber partially overlaps with the adjacent chamber.
  • the inside of the processing chamber is set to a predetermined pressure by the exhaust device, and a predetermined ion generated by the ion source is irradiated on the article to be processed.
  • An ion injection or the like can be applied to the article to be processed.
  • the exhaust device brings the inside of the processing chamber to a predetermined pressure, and the gas supply device introduces a predetermined gas into the chamber.
  • the gas can be turned into plasma by a gasifier to form a film on the article to be treated, for example, or a predetermined material can be selectively etched from the article to be treated.
  • a film can be formed on an article.
  • a film can be formed by using a vacuum deposition device utilizing electron beam heating or the like.
  • a film can be formed on the article to be processed by using a PVD method such as a sputtering evaporation method or an ion plating method.
  • a film can be formed on an article to be processed by using a CVD method such as a plasma CVD method.
  • a dry etching method such as an ECR plasma etching method, it is possible to etch a predetermined material that exposes the article to be processed.
  • a doping method such as a plasma doping method, a predetermined amount of ions can be injected into the article to be processed.
  • the vacuum processing apparatus according to the present invention can perform these processes in order, and can be used for manufacturing semiconductor devices such as semiconductor memories and TFTs for liquid crystal.
  • the vacuum processing apparatus can perform surface modification of the article to be processed by utilizing an ion beam mixing method or the like.
  • i or two or more processes may be performed in parallel by a plurality of processing chambers.
  • the same processing apparatus may be provided in each processing chamber for performing the same processing on the article to be processed.
  • a plurality of processing devices for performing the same processing may share a part with each other. If parallel processing can be performed in this way, even if the processing takes a long time, a series of processing can be efficiently performed on the article to be processed, and throughput can be increased. it can.
  • each processing apparatus provided in the processing chamber can perform a predetermined processing on the article to be processed independently of the other processing apparatuses. You may. Further, the internal pressure of each chamber may be set to a predetermined pressure independently of the other chambers.
  • the inside of the central chamber can be set to a predetermined pressure, and a carry-in chamber for carrying an article to be processed into the central chamber from outside the vacuum processing apparatus may be provided continuously.
  • the loading chamber may be configured so that a plurality of articles to be processed can be arranged inside. Further, a plurality of articles to be processed may be carried in at one time.
  • the inside of the central chamber can be set to a predetermined pressure, and an unloading chamber for unloading the article to be processed from the central chamber to the outside of the vacuum processing apparatus may be provided. .
  • the unloading chamber may also be configured so that a plurality of articles to be processed can be arranged inside.
  • the loading chamber may have a large capacity to carry in many articles at once. You may arrange so that it may straddle several hierarchies.
  • the carry-in chamber may not be arranged at a different level from the adjacent chamber so that a part of the adjacent chamber overlaps with the adjacent chamber.
  • the loading chamber may be arranged on a different level from the adjacent chamber so that the adjacent chamber partially overlaps with the adjacent chamber.
  • the unloading chamber can be arranged in the same way as the unloading chamber.
  • the carry-in chamber and the carry-out chamber When both the carry-in chamber and the carry-out chamber are connected to the central chamber, for example, the carry-in chamber and the carry-out chamber may be arranged at different levels so as to overlap each other.
  • the carry-in chamber and the carry-out chamber When the carry-in chamber and the carry-out chamber are placed in such a manner as described above, the space above one of the chambers and the other chamber are arranged. Although the lower space of the bar becomes a dead space, there is no need to provide a processing device in these two chambers, and there is no particular need to provide a maintenance lid. .
  • the articles to be processed are transported between the central chamber and each chamber in order to transport the articles between the chambers connected to the central chamber.
  • a transport robot capable of performing the removal may be provided.
  • FIG. 1 shows a schematic plan view of a vacuum processing apparatus A 1 according to one embodiment of the present invention.
  • the vacuum processing apparatus A 1 is an apparatus for sequentially and sequentially performing a plurality of processes under a low gas pressure on the substrate S as the article to be processed.
  • the vacuum processing apparatus A 1 has a hollow cylindrical central chamber C c and eight hollow rectangular parallelepiped chambers C l, C 2, C 3, C 4, C 5, C 5 disposed around the central chamber C c. 6, with C i and C o. These eight chambers are respectively connected to the central chamber C c.
  • the eight chambers arranged around the central chamber Cc are divided into a lower first layer and an upper second layer, which are vertically divided into two. Chambers C1, C3, C5 and C0 are arranged in the lower first level. Chambers C2, C4, C6 and Ci are arranged in the upper first layer.
  • the chambers C1, C3, C5, and Co (hereinafter referred to as "lower chambers") arranged in the lower first hierarchy are 90% centered on the central chamber Cc. They are arranged at central angle intervals of °. Further, the chambers C2, C4, C6, and Ci arranged in the upper second layer are arranged at a center angle interval of 90 ° around the center chamber Cc. The chambers C 1 and C 2 are arranged with a center angle shifted by 45 ° about the center chamber C c. Thus, two chambers adjacent to each other in the peripheral direction of the central chamber C c are arranged at different levels from each other.
  • two chambers adjacent to each other in the circumferential direction of the central chamber Cc and arranged at different levels partially overlap each other. They overlap.
  • the state where two adjacent chambers are overlapped is a state where two chambers are overlapped when the vacuum processing apparatus A1 is viewed from above (or below). I say.
  • the vacuum processing apparatus A1 when the vacuum processing apparatus A1 is viewed from above, for example, the chambers C1 and C2 adjacent to each other in the peripheral direction of the central chamber Cc.
  • the chambers C1 and C2 when a part of the chamber C1 arranged on the lower level is hidden by the chamber C2 arranged on the earth side, these two chambers Partly overlapped.
  • the chambers C1 and C2 do not completely or completely do not overlap, but only partially overlap each other. The same applies to the relationship between chambers C2 and C3 and the relationship between chamber Ci and 1.
  • FIG. 3 is a schematic block diagram showing a device included in the evacuation device A i and a connection state of the device.
  • the chamber C1 has a hollow rectangular parallelepiped shape as described above, and the inside thereof communicates with the inside of the central chamber Cc via the gate valve V1. Similarly, the interiors of chambers C2, C3, C4, C5, and C6 are connected to the central chamber Cc via gate valves V2, V3, V4, V5, and V6, respectively. It communicates with the inside.
  • the internal pressure of the chambers C1 to C6 can be set to a predetermined pressure by exhaust devices EX1 to EX6 (see FIG. 3) provided for the respective chambers.
  • the chamber C i has a hollow rectangular parallelepiped shape, and the inside thereof communicates with the inside of the central chamber C c via the gate valve V 7 on the one hand, and the gate valve V 8 on the other hand. And communicate to the outside.
  • the interior of the chamber C 0 is the same as that of the chamber C i. On the one hand, it communicates with the inside of the central chamber C c via a gate valve V 9, and on the other hand communicates with the outside via a gate valve V 10.
  • the internal pressures of the chambers Ci and Co can be set to predetermined pressures by the exhaust devices EXi and EX0, respectively (see FIG. 3).
  • a plurality of predetermined processes are sequentially performed on an unprocessed substrate S (object to be processed) placed in a cassette CS outside the apparatus as follows.
  • the substrate S is carried into the chamber Ci from the cassette CS, and predetermined processing is sequentially performed in the chambers C1 to C6.
  • the substrate S after the processing is returned from the chamber Co to the cassette CS.
  • the transfer of the substrate S inside the vacuum processing apparatus A 1 is performed by a robot R ⁇ arranged in the central chamber C c.
  • the robot R 1 is not shown in FIG.
  • the robot R1 transports the substrate S between each of the chambers C1 to C6, Ci and C0 connected to the central chamber Cc and the central chamber Cc. be able to.
  • the transfer of the substrate between the chambers connected to the central chamber Cc is performed via the central chamber Cc.
  • the chamber Ci is a chamber for carrying the article to be processed for receiving the substrate S from the outside to the inside of the vacuum processing apparatus A1.
  • the chamber C 0 is a chamber for unloading the article to be processed for discharging the processed substrate S to the outside of the apparatus.
  • the processing is performed on the substrate S in each of the chambers C1 to C6.
  • Each of the chambers C1 to C6 is a processing chamber for performing processing on the substrate S therein.
  • Each of the processing chambers C 1 to C 6 is provided with a processing device for performing processing performed on the substrate S.
  • a glass substrate is used as the substrate S in order to manufacture a TFT for a liquid crystal display device.
  • Substrate S is subjected to the following five processes P1 to P5 in this order.
  • Process P 1 The substrate S is heated to a predetermined temperature.
  • the substrate S is set at 250 ° C Heat to ⁇ 400 ° C. This process is performed as a pre-process of processes P2 to P4 performed thereafter.
  • n-silicon film (n-type silicon semiconductor film) is further formed on the substrate S.
  • Process P5 The substrate S that has been subjected to the processes P1 to P4 is cooled. This process is performed as a post-process of processes P1 to P4.
  • processing Pi By performing 31 to P5 in order on the substrate S, the processing Pi in which a multilayer film is formed on the substrate S is performed in the processing chamber C1. Processing P 2 is performed in parallel in processing chambers C 2 and C 3. Processing P 3 is performed in parallel in processing chambers C 4 and C 5. Processing P 4 is performed in processing chamber C 6. The process P5 is performed in the unloading chamber C0.
  • the unloading chamber C 0 also serves as a processing chamber.
  • a heating device H is arranged on the ceiling surface, the side surface, and the bottom surface inside the chamber.
  • the processing chamber C 1 is also provided with an exhaust device EX 1 (see FIG. 3) for adjusting the internal pressure to a predetermined pressure as described above.
  • a plurality of holders H11, H12, H13, and H14 are arranged for holding the substrate S.
  • a plurality of (four in this example) substrates S can be subjected to the heat treatment at one time inside the processing chamber C1.
  • the processing chamber C 2 for performing the processing P 2 is provided with a gas plasma forming apparatus PD 2 for forming a film using a plasma CVD method here. .
  • Part of the gas plasma generator PD 2 is arranged in the ceiling of the chamber C 2.
  • the processing chamber C2 is also provided with a gas supply device GS2 (see Fig. 3) for introducing a plasma source gas for forming a silicon oxide film into the chamber.
  • the processing chamber C 2 contains An exhaust system EX2 (see Fig. 3) is also provided to keep the inside of the chamber at a predetermined pressure.
  • a holder H 2 for holding the substrate S is disposed in the processing chamber C 2.
  • the holder H2 can be moved up and down by an elevating device EL2 in order to transfer the substrate S to and from the robot R1.
  • a part of the lifting device EL2 is arranged at the lower bottom portion of the processing chamber C2.
  • the interior of the chamber is evacuated to a predetermined pressure by the exhaust device EX 2, and a gas for forming a silicon oxide film inside the chamber by the gas supply device GS 2 (in this example, introducing S i H 4 + N 0 or TE 0 S + 0 3), with the gas plasma at a gas plasma device PD 2, and this exposing the substrate S in the plasma, shea re co on to the substrate S An oxide film can be formed.
  • the gas supply device GS 2 in this example, introducing S i H 4 + N 0 or TE 0 S + 0 3
  • the processing apparatus for applying the processing P provided in the processing chamber C to the substrate S includes a gas plasma generating apparatus P D 2, a gas supplying apparatus G S 2, an exhaust apparatus EX 2, and a lifting apparatus EL 2.
  • the processing chamber C3 for performing the processing P2 in parallel with the processing P2 in the processing chamber C2 includes a gas plasma generator PD3 and a gas supply apparatus.
  • GS 3 exhaust system EX 3, holder H 3 and lifting device EL 3 are provided.
  • a part of the gas plasma generator P D 3 is also arranged on the ceiling of the processing chamber C 3.
  • a part of the lifting device E-3 is also arranged at the lower bottom of the physical chamber C3.
  • a silicon oxide film can be formed on the substrate S in the same manner as in the processing in the processing chamber C2.
  • the processing chamber C 4 for performing the processing P 3 is provided with a gas plasma forming apparatus PD 4 for forming a film using a plasma CVD method. I have. Part of the gas plasma generator PD 4 is placed on the ceiling of the chamber C 4. The processing chamber C 4 is also provided with a gas supply device GS 4 (see FIG. 3) for introducing a source gas for forming an amorphous silicon film into the inside of the chamber. The processing chamber C4 is also provided with an exhaust device EX4 (see FIG. 3) for keeping the inside of the chamber at a predetermined pressure as described above. In the processing chamber C4, a hood for holding the substrate S is provided. Ruda H4 is arranged. The holder H 4 can be raised and lowered by the lifting device E 4. A part of the lifting device EL 4 is located at the lower bottom of the processing chamber C 4.
  • the inside of the chamber is set to a predetermined pressure by the exhaust device EX 4, and the gas for forming an amorphous silicon film inside the chamber by the gas supply device GS 4 (in this example, , SiH 4 + H), and the gas is turned into plasma by a gas plasma generator PD 4 to form an amorphous silicon film on the substrate S disposed inside the chamber.
  • the gas supply device GS 4 in this example, , SiH 4 + H
  • the processing chamber C5 for performing the processing P3 in parallel with the processing P3 in the processing chamber C4 includes a gas plasma forming device PD5, a gas supply device GS5, Exhaust device EX5, holder H5 and lifting device E-5 are provided.
  • a part of the gas plasma generator P D5 is also arranged on the ceiling of the processing chamber C 5.
  • a part of the lifting device E L5 is also arranged at the lower bottom of the processing chamber C 5.
  • the processing P4 (n + -silicon film) capable of forming an amorphous silicon film on the substrate S in the same manner as the processing in the processing chamber C4.
  • an ion source IS6 is provided for forming a film using an ion implantation method (ion doping method). A part of the ion source IS 6 is disposed in the ceiling of the chamber C 6.
  • the processing chamber C 6 has a gas supply device G S 6 for introducing an ion source gas for forming an n + — silicon film into the chamber.
  • the gas supply device G S6 may be a device that directly supplies gas to the ion generation chamber of the ion source I S6.
  • the processing chamber C 6 includes an exhaust device EX 6 for maintaining the inside of the chamber at a predetermined pressure.
  • a holder H 6 for holding the substrate S is arranged in the processing chamber C 6, a holder H 6 for holding the substrate S is arranged.
  • the holder H6 can be raised and lowered by the lifting device EL6.
  • a part of the lifting device E-6 is located in the lower bottom part of the processing chamber C6.
  • the inside of the chamber is set to a predetermined pressure by the exhaust device EX 6, and the gas for forming an n + — silicon film inside the chamber by the gas supply device GS 6 is used.
  • SiH 4 + PH 3 + H 2 SiH 4 + PH 3 + H 2
  • the gas is ionized by the ion source IS 6, thereby forming an amorphous film already formed on the substrate S disposed inside the chamber.
  • An n + -silicon layer can be formed by doping the silicon film with an n-type impurity.
  • a lid 1 is provided on the ceiling of the processing chamber C 1. By opening the lid 1, the inside of the processing chamber C1 can be accessed.
  • the ceilings of the processing chambers C2, C3, C4, C5 and C6 are provided with lids L2, L3, L4, Shi5 and L6, respectively.
  • the gas plasma generator P D2 placed on the ceiling of the processing chamber C 2 is placed on the lid 2.
  • the gas plasma generators PD3, PD4, PD5 and the ion source IS6 respectively disposed on the ceiling of the processing chambers C3, C4, C5 and C6 have lids L respectively. It is located above 3, L4, L5 and L6.
  • These lids L2 to L6 can be opened and closed like the lid L3 shown in FIG. 4 by removing the device placed thereon.
  • FIG. 4 shows a state in which the devices arranged on the ceiling of each processing chamber have been removed. Further, in FIG. 4, the lifting device arranged at the lower bottom portion of the processing chamber is not shown.
  • the devices and devices provided in each of the processing chambers described above are connected to the control device CTR as shown in FIG. 3, and can be operated under the control of the control device CTR.
  • the control device CTR also controls the operation of the transport robot R1 disposed in the central chamber Cc and the atmosphere-side robot R2 disposed outside the vacuum processing device A1.
  • a predetermined pressure can be set in each processing chamber independently of the other chambers.
  • a predetermined processing can be performed on the substrate S independently of the processing in the other chambers. Therefore, one processing (processing P 2) can be performed in parallel, as in processing chambers C 2 and C 3.
  • a plurality of processings P1 to P4 are performed as follows. Can be applied in order.
  • a plurality of substrates S to be processed are arranged in the cassette CS outside the vacuum processing apparatus A1.
  • the valve V8 of the loading chamber Ci is opened, and the substrate R in the cassette CS is opened by the robot R2.
  • Four substrates S are sequentially loaded into the chamber C i.
  • the substrate S is held by holders H i1 to H i4 (see FIG. 2 (D)).
  • the substrate holding portion RM2 of the robot R2 can be moved up and down and turned for substrate transfer.
  • the valve V8 is closed, and the inside of the chamber Ci is set to a predetermined pressure by the exhaust device EXi.
  • the inside of each of the central chamber Cc, the processing chambers C1 to C6, and the unloading chamber C0 is also set to a predetermined pressure by an exhaust device provided for each of them.
  • the four substrates S in the loading chamber C i are sequentially transferred into the processing chamber C 1 by the robot R 1 arranged in the central chamber C c, and are transferred to the holders H 11 to H 14. Hold.
  • the transfer of the substrate S is performed via the central chamber Cc. Unless otherwise specified, loading and unloading of substrates to and from each chamber connected to the central chamber C c are performed between that chamber and the central chamber C c. It is performed by opening and closing the gate valve arranged at each time.
  • a pre-processing (processing P 1) for heating the substrate S by the heating device HT is performed. This heat treatment is performed on four substrates at once.
  • the substrate S that has been subjected to the pretreatment is transported by the robot R1 to a processing chamber C2 or C3 for performing a silicon oxide film forming process (process P2).
  • the transfer of the substrate S between the robot R1 and the holder H2 in the processing chamber C2 is performed by linking the robot R1 with the elevating device E2 that can raise and lower the holder H2. Done in The transfer of the substrate S between the mouth bot R 1 and the holder H 3 in the processing chamber C 3 is performed in the same manner.
  • the substrate holder RM1 of the robot Ri can move up and down and turn to transfer the substrate to and from a holder in each chamber.
  • a silicon oxide film is formed on the substrate S as described above.
  • the silicon oxide film is formed by treating each of the chambers C2 and C3. It is performed for each substrate within.
  • the substrate s on which the silicon oxide film has been formed is transferred to a processing chamber C4 or C5 for performing an amorphous silicon film forming process (process P3).
  • a processing chamber C4 or C5 for performing an amorphous silicon film forming process (process P3).
  • an amorphous silicon film is formed on the substrate S as described above.
  • the formation of the amorphous silicon film is performed for each substrate in each chamber of the processing chambers C 4 and C 5.
  • the substrate S on which the amorphous silicon film has been formed is transferred to a processing chamber C 6 for forming an n + — silicon film.
  • a processing chamber C 6 for forming an n + — silicon film.
  • an n + — silicon film is formed on the substrate S as described above.
  • the formation process of the n + -silicon film is performed for each substrate in the processing chamber C6.
  • the substrate S on which the n + — silicon film has been formed is transferred to the unloading chamber C 0.
  • the substrate S is cooled in the unloading chamber C0, and then returned to the force set CS by the robot R2.
  • the processes P 1 to P 5 can be sequentially and continuously applied to the substrate S. Since the pre-processing (processing P i) is performed on four substrates S at a time, the throughput can be increased accordingly. Since the processing P2, which has a relatively long processing time, can be processed in parallel by the processing chambers C2 and C3, the throughput can be increased accordingly. Similarly to the processing P2, the processing P3 having a long processing time is processed in parallel by the processing chambers C4 and C5, so that the throughput can be increased accordingly.
  • the process P2 is performed in parallel, even if one of the processing devices provided for the process chambers CI and C3 for performing the process P2 fails, one of the process chambers CI and C3 also fails. Even when the maintenance of the processing apparatus provided therein is performed, the processing P 2 can be performed in the other processing chamber. Therefore, even in such a case, the vacuum processing apparatus A1 can sequentially perform the processes P1 to P4 on the substrate, and can reduce stagnation of the process there. The same applies to the processing P3.
  • the central chamber C The chambers arranged around c are arranged in two levels, and two adjacent chambers in the circumferential direction of the central chamber are arranged on different levels so that they partially overlap each other. This has the following advantages.
  • the two adjacent chambers only partially overlap each other, a space is created above the ceiling of the chambers C1, C3, C5, and Co located at the lower first level. .
  • equipment and devices can also be arranged on the ceiling of the lower chamber.
  • the gas plasma forming apparatus P D 2 is disposed on the ceiling of the processing chamber C 2 as described above. Since the space on the ceiling of the chamber located on the lower first level can be used, the entire vacuum processing apparatus A1 can be made more compact.
  • the lid provided on the ceiling of the lower chamber can be removed simply by removing the equipment placed on the lid within the necessary range without moving the upper or lower chamber at all. It can be opened and closed like a lid L3 shown in FIG. Therefore, the conventional moving mechanism for greatly moving the chamber disposed in the upper or lower layer like the vacuum processing apparatus shown in FIGS. 10 (A) and 10 (B) is not provided. However, in the vacuum processing apparatus A 1 of the present invention, it is unnecessary and the cost can be reduced accordingly. In addition, as in the vacuum processing apparatus shown in FIGS. 10 (A) and 10 (B), a large space for moving the chamber arranged in the upper or lower floor greatly.
  • a lifting device E 1 is disposed at the lower bottom portion of the chamber C2.
  • the lifting device EL2 is a device for raising and lowering the holder H2 as described above. Since the lifting device E L2 is arranged at the lower bottom of the chamber C 2, the lifting device E L 2 may move the holder 1 up and down from below the holder H 2.
  • FIGS. 10 (A) and 10 (B) when an elevating device is installed in, for example, the chamber C2 arranged on the upper level, there is no space in the lower bottom portion thereof. However, the lifting device had to be placed on the side of the chamber, and the lifting device had to lift the holder up and down from the side of the holder.
  • the vacuum processing apparatus A 1 of the present invention has a simpler structure and an inexpensive lifting / lowering apparatus as compared with the conventional vacuum processing apparatus shown in FIGS. 10 (A) and 10 (B). Equipment can be employed.
  • the two adjacent chambers are not completely non-overlapping, but partially overlapped, so that the central chamber C c can be made to have a larger radial size, and thus, a compact.
  • the entire vacuum processing apparatus A1 can be made compact.
  • the conventional vacuum processing having a one-layer structure shown in FIGS. 9 (A) and 9 (B) is performed.
  • the installation area can be reduced to about 65 to 75%.
  • the stroke of the robot placed in the central chamber can be reduced to about 60%.
  • the processes P1 to P4 can be performed. Can perform another treatment on the substrate (article to be treated).
  • the substrate S ′ is an Si substrate in which a TiN film (metal barrier layer) and an A1 film or a Cu film are formed in advance.
  • a resist pattern is further formed on the Si wafer on which these metal films are formed by a lithography method.
  • the non-registered A 1 (or Cu) is dry-etched from the substrate S ′.
  • Process P 5 ′ A semiconductor polycrystalline silicon film is formed on the substrate S ′.
  • Processing P i ′, P 2 ′, P 3 ′, P 4 ′, P 5 ′, P 6 ′ are performed by processing chambers C 2, C 3, C 4, C 5, C 6, Co respectively.
  • each processing chamber may be provided with, for example, the following processing device.
  • an etching device using a parallel plate type counter electrode or an ECR etching source may be provided instead of the gas plasma forming devices PD 2 and PD 3.
  • the processing chamber C4 may be provided with an ultraviolet source, an ozone source, or an oxygen plasma source for ashing in place of the gas plasma generator PD4.
  • the gas plasma generator P D5 of the processing chamber C 5 can be used for forming a silicon oxide film as it is.
  • the ion source IS 6 of the processing chamber C 6 is used for ion irradiation for crystallizing the amorphous silicon film into a polycrystalline silicon film or for further doping impurities for forming a semiconductor.
  • the device can be used as it is as a source of ion for use, and a device for forming an amorphous silicon film by a plasma CVD method may be added.
  • the heating device HT of the processing chamber C1 is used for preheating before film formation.
  • the number of chambers arranged around the central chamber is not limited to eight unlike the vacuum processing apparatus A1. By arranging a large number of chambers around the central chamber, a large number of treatments can be continuously performed on the article to be processed.
  • the vacuum processing apparatus A2 which has 10 chambers around the central chamber, is
  • FIG. 5 (A) is a plan view of vacuum processing equipment A2.
  • FIG. 5 (B) is a schematic sectional view of the vacuum processing apparatus A 2 taken along the line X--X shown in FIG. 5 (A).
  • the vacuum processing apparatus A 2 includes a central chamber C c, processing chambers C 1 to C 8 arranged around the central chamber C c, a loading chamber C i, and an unloading chamber. It has a chamber C 0.
  • the chambers C 1 to C 8, C i, and C o are arranged separately in the lower first layer and the upper second layer, which are vertically divided into two.
  • the chambers Cl, C3, C5, C7, and Co are arranged in the lower first hierarchy.
  • the chambers C2, C4, C6, C8, and Ci are arranged in the upper second hierarchy. Two chambers adjacent to each other in the peripheral direction of the center chamber are arranged so as to partially overlap each other on different layers.
  • the vacuum processing apparatus A2 can reduce the practical installation area similarly to the vacuum processing apparatus A1.
  • the two adjacent chambers arranged around the central chamber are all arranged on different levels so that only a part of them overlaps with each other.
  • Chambers that do not require a processing device on the ceiling and lower bottom of the chamber such as a chamber for loading and unloading, and chambers that do not require a lid on the ceiling. May be arranged so that all or most of the parts overlap with other chambers.
  • the chamber should be arranged so as to extend over multiple layers in order to increase the chamber volume. Is also good.
  • FIG. 6 is a schematic plan view of the vacuum processing apparatus A3.
  • FIG. 7 (A), FIG. 7 (B), and FIG. 7 (C) show the vacuum processing apparatus A 3 in FIG. It is a schematic sectional drawing which follows the 3 line.
  • the processing chambers C1 to C5 are provided around the central chamber Cc.
  • C 0 is located.
  • the processing chambers C1 to C5 are arranged separately in the lower first layer and the upper layer, and two adjacent chambers are arranged in different layers so that only part of them overlaps with each other. Have been. Note that the processing chamber C1 does not overlap with the preprocessing chamber Cp. Further, the processing chamber C5 does not overlap with the chambers C i and C 0.
  • the carry-in chamber C i and the carry-out chamber C 0 are vertically arranged on the lower first floor and the upper second floor.
  • the vacuum processing unit A3 can be made more compact. Since there is no particular need to provide a lid on the ceiling of the unloading chamber C 0 located on the lower first level, the loading chamber C i is located on the upper second level. Since there is no large equipment to be placed in the lower bottom part, there is no problem even if they are placed in this way.
  • the preprocessing chamber Cp for performing preprocessing on a plurality of articles to be processed is disposed across the lower first layer and the upper first layer. Since the volume of the pretreatment chamber Cp is large, a large number of articles to be treated can be arranged in the chamber Cp at a time, and the pretreatment can be applied to a large number of articles to be treated. Pretreatment can be performed more efficiently.
  • processing apparatuses and the like can be arranged on the ceiling portion and lower bottom portion of the processing chambers C1 to C5, so that the entire apparatus can be compacted accordingly.
  • the chambers are arranged in two layers around the central chamber, but the chambers may be arranged in three or more layers.
  • the present invention is applicable to, for example, sequentially performing a plurality of processes such as an etching process, a film forming process, and ion irradiation on an article to be processed.

Description

明細書
真空処理装置 技術分野
本発明は、 内部に被処理物品を配置して所定圧力下に所定の処理を施すた に 、 該所定の処理を施すための処理装置が設けられ、 内部を所定の圧力にするこ と ができる処理チヤ ンバ一を複数備える真空処理装置に関する。 背景技術
半導体メ モ リ 、 液晶ディ スプレイ用 T F T、 M P Uなどの半導体デバイ スは、 通常、 1 ) スパッ タ蒸着法、 イオンプレーティ ング法などの P V D法や、 プラズ マ C V D法などの C V D法を利用して基板 （被処理物品） に所定材料の膜を形成 する処理、 2 ) E C Rプラズマエッチング法などの ドライエッチング法を利用し て基板から所定材料をエッチングする処理、 3 ) プラズマ ドーピング法などの ド 一ピング法を利用して基板に所定ィオ ンを注入する処理などの複数の処理を所定 の順序で基板に施すこ とで製造されている。 膜形成処理、 ドライエッチング処理 、 ドーピング処理などは、 通常、 大気圧よ り低い所定の圧力下において行われて いる。
そのため、 このような処理を基板に施すための真空処理装置は、 内部を所定の 圧力にすることができる処理チャ ンバーを備えている。 その処理チャンバ一には 、 チャ ンバ一内部に配置される基板に対して所定の処理を施すこ とができる処理 装置が設けられている。
一つの基板に複数の処理を施すと きには、 例えば処理チヤ ンバーを一つしか備 えない真空処理装置を複数用いるこ とで、 それら真空処理装置において所定の処 理を基板に順に施すことで基板に複数の処理を施すことができる。
ところが、 このよう にして複数の処理を一つの基板に施すときには、 ある真空 処理装置によつて所定の処理が施された基板を、 次の処理を行うための真空処理 装置に搬送する途中において、 その基板は大気に曝されてしまい、 その基板に塵 などが付着した り、 基板が酸化したりするなどして汚染されてしまう ことがある 。 特に半導体ディバイ スの製造工程においては、 塵などの不純物の混入が嫌われ るため、 真空処理装置は通常ク リ ーンルームに設置されているが、 それでも基板 の汚染を防止するこ とは難しい。 そのため、 次の処理を行う前に基板を洗浄する などの前処理が必要とな り、 それだけ時間と手間がかかり、 効率が悪い。
そこで、 複数の処理を所定の順序で効率的に行って生産性を向上させる目的で 、 塵などの基板への付着を抑制し、 基板の汚染を抑制するなどのために、 複数の 処理チヤ ンバ一を備える真空処理装置が提案されている。
複数の処理チヤ ンバーを備える真空処理装置の一例の概略平面図を第 8図に示 す。
第 8図に示す真空処理装置は、 内部を所定の圧力にすることができる五つのチ ヤ ンバー C i 、 C l 、 C 2、 C 3及び C o を備えている。 これら五つのチャ ンバ —は、 ゲ一 ト弁 V 2 、 V 3、 V 4 、 V 5 を介して直列に連結されている。 この真 空処理装置は、 ィ ンライ ン方式の真空処理装置と呼ばれるものである。
チ ャ ンバ一 C 1 、 C 2 、 C 3 には、 それぞれ図示を省略した処理装置が設けら れている。 チャ ンバ一 C 1 、 C 2 、 C 3 は、 それぞれその内部において処理装置 によって基板 （被処理物品） に所定の処理を施すための処理チャ ンバ一である。 すなわち、 この真空処理装置は三つの処理チヤ ンバーを備えている。
直列に連結された五つのチヤ ンバーのう ちの一端のチヤ ンバ一 C i には、 弁 V 1 が設けられており、 基板を外部からチヤ ンバ一 C i 内部に搬入することができ る。 チャ ンバ一 C i は、 被処理物品搬入用チャ ンバ一である。 また、 五つのチヤ ンバ一のう ちの他端のチャ ンバ一 C 0 には、 弁 V 6 が設けられており 、 チャ ンバ — C 0内部の基板を外部に搬出するこ とができる。 チヤンバ一 C 0は、 被処理物 品搬出用チ ャ ンバ一である。
このィ ンライ ン方式の真空処理装置においては、 基板は搬入用チャンバ一 C i に搬入され、 処理チヤ ンバ一 C 1 、 C 2、 C 3 を順に通過して、 搬出用チャ ンバ - C oから外部に搬出される。 基板は、 通常 ト レイなどに保持され、 その ト レィ を移動させるこ とで、 基板はチャ ンバ一間を搬送される。 その搬送途中の各処理 チャ ンバー内において所定処理を基板に対して施すこ とで、 一連の処理を連続的 に基板に施すこ とができる。 基板は、 低ガス圧に保たれたチャ ンバ一内を順に搬 送されていく ので、 前述のようにそれぞれが処理チャ ンバ一を一つしか備えない 三つの真空処理装置によつて同様の処理を行う ときよ り も、 基板への塵などの付 着や基板の汚染を抑制できる。 また、 効率的に基板に複数の処理を施すこ とがで きる。
と ころが、 イ ンライ ン方式の真空処理装置には、 次の①〜③の三つの問題があ る。
① 基板を保持する ト レイは、 基板とともに各処理チャ ンバ一内に搬入され、 基 板とと もに所定の処理が施されることになるため、 例えば基板に膜形成処理を施 すと きには、 ト レイにも膜が形成されてしま う。 そのため、 ト レイからの発塵が 多く な り、 これによ り基板が汚染されてしま う。
② 処理チャ ンバ一及び （又は） これに対して設けられた処理装置の一つのメ ン テナンスを行う ときや、 処理チヤ ンバーに対して設けられた処理装置の一つが故 障したときには、 複数の処理チャ ンバ一がー列に連結されているため、 真空処理 装置全体の機能が停止してしま う。
③ 多く の処理を連続して行うために処理チヤ ンバ一を多数連結するときには、 真空処理装置全体の設置面積は大き く なつてしま う。 前述のように真空処理装置 は通常ク リ ーンル一厶に設置され、 そのク リ ーンルームの単位面積当たり のコス 卜 （建設費、 維持費など） が高価なため、 真空処理装置の設置面積が大き く なる と、 それだけ基板一枚当たりの処理費用も高く なる。 また、 多数の処理チャ ンバ 一が一列に連結された真空処理装置は長く 、 大きな設置面積を要するため、 既存 のク リ ーンルームに設置できないこ と もある。
そこで、 これらイ ンライ ン方式の真空処理装置の問題を解決するために、 第 9 ( A ) 図及び第 9 ( B ) 図に示す真空処理装置が提案されている。 第 9 ( A ) 図 は真空処理装置の概略平面図であ り、 第 9 ( B ) 図は第 9 ( A ) 図に示す X— X 線に沿う概略断面図である。
第 9 ( A ) 図及び第 9 ( B ) 図に示す真空処理装置は、 内部を所定の圧力にす る こ とができる八つのチャ ンバ一 C I 、 C 2 、 C 3、 C 4 、 C 5 、 C 6、 C i 及 び C o を備えている。 これらチャンバ一は、 中央チャンバ一 C c の周囲に配置さ れて、 それぞれゲー ト弁を介して中央チャ ンバ一 C c に連設されている。 中央チ ヤ ンバ一 C c も、 内部を所定の圧力にすることができる。
チャンバ一 C 1 、 C 2 、 C 3、 C 4 、 C 5 、 C 6 は、 それぞれ図示を省略した 処理装置が設けられた処理チヤ ンバーである。 チャ ンバ一 C i は搬入用チャ ンバ —である。 チャ ンバ一 C 0は搬出用チャ ンバ一である。
中央チャ ンバ一 C c内部には、 チャ ンバ一 C c に連設されたチヤ ンバ一 C 1、 C 2 、 C 3 、 C 4 、 C 5 、 C 6 、 C i 、 C o のそれぞれとチャ ンバ一 C c の間で 、 基板の搬送を行う ことができるロボッ ト Rが設置されている。
この真空処理装置においては、 中央チャ ンバ一経由で各処理チャ ンバ一内に順 に基板を搬入して、 各処理チャ ンバー内で基板に順に所定の処理が施すことがで きる。 各処理チャンバ一内に基板ホルダーを設けておく ことで、 イ ンライ ン方式 の真空処理装置で用いられている基板搬送のための基板とともに各処理チヤ ンバ 一内に搬入される基板保持 ト レイが不要となるため、 発塵を抑制でき、 それだけ 基板の汚染を抑制できる。 また、 処理チャ ンバ一の一つがメ ンテナンスゃ故障の ために使用できないときでも、 その処理チヤ ンバ一内で行われていた処理を他の 処理チャ ンバ一で行う こ とができるので、 真空処理装置の全体の機能が停止する こ とはない。
ところが、 第 9 ( A ) 図及び第 9 ( B ) 図に示す真空処理装置においても、 前 述のィ ンライ ン方式の真空処理装置と同様に、 多数の処理チャ ンバ一を設けると きには、 その設置面積が大き く なつてしま う。 特に、 比較的面積の大きい基板に 複数の処理を施すときには、 各処理チャ ンバ一は基板サイズに応じて大型化し、 これに伴つて複数の 理チヤ ンバ一を接続する中央チヤ ンバーのサイズも大き く な り、 その結果、 全体の設置面積の増加、 ひいては基板処理コス トの増大を招く そ こで、 このよ うな問題を解決するなどのために、 特開平 1 0 — 5 5 9 7 2号 公報は、 第 1 0 ( A ) 図及び第 1 0 ( B ) 図に示す真空処理装置を提案している 。 第 1 0 ( A ) 図は真空処理装置の概略平面図であ り、 第 1 0 ( B ) 図は第 1 0
( A ) 図に示す X— X線に沿う真空処理装置の概略断面図である。
第 1 0 ( A ) 図及び第 1 0 ( B ) 図に示す真空処理装置は、 処理チャ ンバ一 C
1 〜C 8、 搬入用チャ ンバ一 C i 及び搬出用チャ ンバ一 C 0 を備えている。 これ らチャ ンバ一は、 中央チャ ンバ一 C c の周囲に配置されて、 それぞれゲー ト弁を 介して中央チャ ンバ一 C c に連設されている。 中央チャ ンバ一 C cには、 基板搬 送用のロボッ ト Rが配置されている。
この真空処理装置は二階層構造となつており、 上下方向に二つに分割した下側 の第 1 階層に処理チャ ンバ一 C 1 、 C 3 、 C 5 、 C 7が配置されており、 上側の 第 1階層に処理チャ ンバ一 C 1 、 C 4 、 C 6、 C 8が配置されている。 第 I階層 に配置された処理チャ ンバー C 1 、 C 4 、 C 6 、 C 8は、 それぞれ第 1 階層に配 置された処理チャ ンバ一 C l 、 C 3、 C 5 、 C 7に重ねて配置されている。 第 1 0 ( A ) 図及び第 1 0 ( B ) 図に示す真空処理装置においては、 前述の第
9 ( A ) 図及び第 9 ( B ) 図に示す真空処理装置と同様にして複数の処理を順に 施すこ とができる。 第 1 0 ( A ) 図及び第 1 0 ( B ) 図に示す真空処理装置は、 第 9 ( A ) 図及び第 9 ( B ) 図に示す真空処理装置の利点を有している。 さらに 第 1 0 ( A ) 図及び第 i 0 ( B ) 図に示す真空処理装置は二階層構造であるため 、 第 9 ( A ) 図及び第 9 ( B ) 図に示す一階層構造の真空処理装置よ り も、 設置 面積を増大させることなく 、 処理チャ ンバ一の数を増やすこ とができる。 それだ け、 基板の処理コス ト を低減することができる。
【発明が解決しよう とする課題】
しかしながら、 特開平 1 0 — 5 5 9 7 2号公報が教える第 1 0 ( A ) 図及び第
1 0 ( B ) 図に示す真空処理装置には次の④、 ⑤に示す問題がある。
④ 上側第 2階層に配置された処理チャ ンバ一 （例えば、 処理チャ ンバ一 C 2 ) は、 下側第 1 階層に配置された処理チャ ンバ一 （例えば、 処理チャ ンバ一 C 1 ) にほぼ完全に重ねて配置されているため、 上側第 2階層に配置された処理チヤ ン バーの下底部分には、 他の機器、 装置等を設置するための十分なスペースがない 。 処理チャ ンバ一の下底部分には、 例えば、 処理チャ ンバ一内でロボッ ト Rと基 板の受け渡しをするために、 基板ホルダーを上下に昇降させることができる昇降 装置が付設されるこ とがある。 下側第 1 階層に配置された処理チャ ンバーに対し ては簡便な上下機構を有する昇降装置をそのチャンバ一の下底部分に設けるこ と ができるが、 上側第 2階層に配置された処理チャンバーの下底部分には簡便な上 下機構を有する昇降装置は設置できない。 そのため、 上側第 2階層に配置された 処理チャンバ一には、 横方向からホルダ一を上下させることができる昇降装置を そのチヤンバー側面部分に設置する必要があ り、 昇降装置の機構が複雑になって 、 それだけコス ト高になる。
⑤ 処理チャ ンバ一 C 1 などの下側第 1階層に配置された処理チャ ンバ一 （下側 処理チャ ンバ一） は、 処理チャ ンバ一 C 2 などの上側第 2階層に配置された処理 チャ ンバ一 （上側処理チャ ンバ一） にほぼ完全に重ねて配置されているため、 下 側処理チャ ンバ一の天井部分には、 他の機器、 装置等を設置するための十分なス ペースがない。 処理チャ ンバ一の天井部分には、 例えば、 チャ ンバ一内部に配置 された基板に対して所定の処理を行うための処理装置一部又は全部が設けられる こ とがある。 また、 処理チャ ンバ一の天井部分には、 チャ ンバ一内部の清掃など のメ ンテナンスを行うために蓋が設けられるこ とがある。
メ ンテナンス用の蓋はその性質上処理チヤ ンバ一の天井部分に設けることが好 ま しいが、 下側処理チャ ンバ一の天井部分に蓋を設けると、 その上に配置された 上側処理チャ ンバ一が邪魔になって、 その蓋を開けるこ とができない。 蓋を開閉 するためには、 下側処理チャ ンバー又はそのちよ う ど上に配置された上側処理チ ヤ ンバーをこれらが重ならない位置まで、 大き く移動させる必要がある。 そのた めには、 上側又は下側処理チャ ンバ一をレール、 旋回アーム、 ヒ ンジなどの複雑 で、 高価の機構を用いて中央チャ ンバ一に連結する必要があり、 それだけコス ト になる。
また、 蓋開閉のために上側又は下側処理チャンバ一を移動できるだけのメ ンテ ナンススペースを処理チャンバ一の外周側に用意しておく必要があり 、 第 1 0 ( A ) 図及び第 1 0 ( B ) 図に示す真空処理装置は、 投影面積以上のスペースを実 際には要する。 すなわち、 第 1 0 ( A ) 図及び第 1 0 ( B ) 図に示す真空処理装 置は、 第 9 ( A ) 図及び第 9 ( B ) 図に示す真空処理装置と比べて実際のところ 、 それほど設置スペースの縮小はできない。
そこで本発明は、 被処理物品に所定の処理を施すための処理装置が設けられ、 内部を所定の圧力にすることができ、 内部に該被処理物品を配置して所定圧力下 に該所定の処理を施すための処理チヤ ンバーを複数備える真空処理装置であつて 、 同じ大きさで同じ数の複数の処理チヤ ンバーを備える場合、 従来の真空処理装 置よ り も実質の設置面積を小さ く でき、 またメ ンテナンス性がよい真空処理装置 を提供することを課題とする。 発明の開示
前記課題を解決するために本発明は、
被処理物品に所定の処理を施すための処理装置が設けられ、 内部を所定の圧力 にするこ とができ、 内部に該被処理物品を配置して所定圧力下に該所定の処理を 施すための処理チヤ ンバーを複数備える真空処理装置であって、
前記複数の処理チヤ ンバ一は、 内部を所定の圧力にすることができる物品搬送 用中央チャ ンバ一の周囲に配置され、 それぞれ該中央チャ ンバ一に連設されてお 0、
前記複数の処理チャ ンバ一は、 上下方向に二以上に区分した複数の階層に分け て配置されてお り 、 前記中央チャ ンバ一の周囲方向において各隣り合う二つの処 理チヤ ンバ一は異なる階層に配置されて互いに一部だけが重なり合っているこ と を特徴とする真空処理装置を提供する。 図面の簡単な説明
第 1 図は、 本発明に係る真空処理装置の一例の概略平面図である。
第 2 ( A ) 図、 第 2 ( B ) 図、 第 2 ( C ) 図、 第 2 ( D ) 図は、 それぞれ第 1 図に示す真空処理装置の X 1 — X 1線、 X 2 - X 2線、 X 3 — X 3線、 X 4 _ X
4線に沿う概略断面図である。
第 3図は、 第 1 図に示す真空処理装置が有する複数の処理を行うための装置の 接続状態を示すブロ ッ ク図である。
第 4図は、 第 1 図に示す真空処理装置の処理チャ ンバ一天井部分に設けた蓋が 開いた状態を示す概略斜視図である。
第 5 ( A ) 図は、 本発明に係る真空処理装置の他の例の概略平面図であり、 第 5 ( B ) 図は該真空処理装置の第 5 ( A ) 図の X— X線に沿う概略断面図である 第 6図は、 本発明に係る真空処理装置のさ らに他の例の概略平面図である。 第 7 ( A ) 図、 第 7 ( B ) 図、 第 7 ( C ) 図は、 それぞれ第 6図に示す真空処 理装置の X 1 _ X 1線、 X 2 _ X 2線、 X 3 — X 3線に沿う概略断面図である。 第 8図は、 従来の真空処理装置の一例の概略平面図である。
第 9 ( A ) 図は従来の真空処理装置の他の例の概略平面図であり、 第 9 ( B ) 図は該真空処理装置の第 9 ( A ) 図の X — X線に沿う概略断面図である。
第 1 0 ( A ) 図は従来の真空処理装置のさ らに他の例の概略平面図であり、 第
1 0 ( B ) 図は該真空処理装置の第 1 0 ( A ) 図の X— X線に沿う概略断面図で ある。 発明の実施をするための最良の形態
本発明の好ま しい実施形態の真空処理装置は、 被処理物品に所定の処理を施す ための処理装置が設けられ、 内部を所定の圧力にするこ とができ、 内部に該被処 理物品を配置して所定圧力下に該所定の処理を施すための処理チャ ンバ一を複数 備える真空処理装置である。
前記複数の処理チャ ンバ一は、 内部を所定の圧力にすることができる物品搬送 用中央チャ ンバ一の周囲に配置され、 それぞれ該中央チャ ンバ一に連設されてい る。
前記複数の処理チヤ ンバ一は、 上下方向に二以上に区分した複数の階層に分け て配置されてお り 、 前記中央チャ ンバ一の周囲方向において各隣り合う二つの処 理チャ ンバ一は異なる階層に配置されて互いに一部だけが重なり合っている。 この真空処理装置は、 被処理物品に対して 1 又は 2以上の所定の処理を施すた めのものである。 本発明に係る真空処理装置は、 処理チャンバ一を複数備えてい る。 各処理チャ ンバ一の内部において、 処理がおこなわれる。 被処理物品に対す る処理は、 代表的には、 処理チャ ンバ一内部を所定の圧力 （所定の真空度） にし て行われる。 各処理チャ ンバ一の内部は、 所定の圧力にすることができる。 各処 理チヤ ンバーには、 被処理物品に所定の処理を施すための処理装置が設けられて いる。
処理装置は、 処理チャ ンバ一の内部に配置されていても、 外部に配置されてい てもよい。 或いは、 処理装置は一部が処理チャ ンバ一の内部に、 残りの部分が処 理チヤ ンバ一の外部に配置されていてもよい。
複数の処理チャ ンバ一は、 中央チ ャ ンバ一の周囲に配置されている。 中央チヤ ンバーも、 その内部を所定の圧力にするこ とができる。 各処理チャンバ一は、 中 央チヤ ンバーに連設されている。 各処理チ ャ ンバ一及び中央チヤ ンバ一の内部圧 力をそれぞれ独立に所定に圧力にするこ とができるように、 各処理チャ ンバーと 中央チャ ンバ一はそれぞれ弁を介して連設してもよい。
複数の処理チヤ ンバ一は、 上下方向に二以上に区分した階層に分けて配置され ている。 中央チャ ンバ一の周囲方向において隣り合う二つの処理チャ ンバ一は、 異なる階層に配置されている。 隣り合う二つの処理チャ ンバ一は、 互いに一部だ け重な り合つている。 なお、 隣り合う二つのチャ ンバ一が重なり合つている状態 は、 真空処理装置全体を上側 （又は下側） から見たときにおいて、 二つのチャ ン バーが重なりあっている状態のこ とをいう。 すなわち、 隣り合う二つのチャンバ —が互いに一部重なり合っている ときには、 これら二つのチャ ンバ一を上側から 見たと きには、 下側の階層に配置されたチヤ ンバーの一部は、 上側の階層に配置 されたチャ ンバ一に隠れて見えない状態にある。 隣り合う二つの処理チャ ンバー は、 全く重なっていないわけでもなく 、 全ての部分が重なっているわけでもない 。 隣り合う二つの処理チャ ンバ一は、 一部だけが重なり合つている。
各隣り合う二つの処理チヤ ンバーを互いに一部重なり合う ように配置したこと で、 複数の処理チャ ンバ一を中央チャ ンバ一の周囲に階層分けせず、 一つの階層 だけに配置した従来の真空処理装置に比べて、 その処理チャ ンバーの数が同じで あれば、 本発明の中央チャ ンバ一の半径方向の大きさは小さ くでき、 ひいては本 発明の真空処理装置全体の半径方向の大きさは小さ く なる。
また、 各隣り合う二つの処理チヤ ンバ一は一部だけしか重なっていないので、 各処理チャ ンバ一の天井部分上側及び下底部分下側にはスペース （空間） ができ る。
したがって、 例えば処理チャ ンバーの天井部分に蓋を開閉可能に設けることが できる。 天井部分に設けた蓋を開けるこ とで、 例えば処理チャ ンバ一内の清掃な どのメ ンテナンス作業を容易に迅速に行う こ とができる。 複数の処理チャ ンバ一 が上下に重ねて配置された従来の真空処理装置では、 下側階層に配置された処理 チャ ンバーの天井部分に設けられた蓋は、 重なった処理チャ ンバ一を大き く移動 させなければ開けることができなかつたが、 本発明に係るこの真空処理装置にお いては、 他の処理チャンバ一を移動させることなく蓋を開けるこ とができる。 また、 処理チャ ンバーの天井部分又は下底部分に所定の処理を被処理物品に施 すための処理装置の全部又は一部を配置するこ とができる。
本発明に係るこの真空処理装置においては、 複数ある処理チヤ ンバーに被処理 物品を中央チャ ンバ一を経由しつつ順に搬入できる。 そして各処理チャンバ一内 でその処理チヤ ンバーに設けられた処理装置によつて所定の処理を被処理物品に 施すこ とができる。 かく して被処理物品に対して複数の処理を順に連続して施す こ とができる。
処理装置と しては、 例えば、 プラズマ C V D法等の C V D装置、 真空蒸着等の P V D法等による成膜のための装置、 イオン注入等を行うためのイオン源、 各種 ドライエッチングのための装置、 加熱装置、 冷却装置を挙げることができる。 こ れらは組み合わせて処理チヤ ンバーに設けてもよい。 いずれにしても、 各チャ ン バーは、 チ ャ ンバ一内圧力を所定圧力に減圧できるように排気装置によ り排気可 能にされる。
処理チヤ ンバーに設けられた処理装置によつて一度に複数の被処理物品に対し て所定の処理を施すことができる ときには、 その処理チャンバ一には複数の被処 理物品を配置できるよう にしてもよい。 処理チャ ンバーに加熱装置を設ければ、 被処理物品を所定の温度まで加熱する こ とができる。 加熱装置が一度に複数の被処理物品の加熱処理を行う ことができ る ときには、 その加熱装置が設けられた処理チャンバ一には複数の被処理物品を 配置できるようにしてもよい。 加熱処理は、 例えば加熱処理以降に行われる処理 の前処理と して行ってもよい。
前記処理チャンバ一とは別に、 内部を所定の圧力にすることができ、 複数の被 処理物品に対して所定の前処理 （例えば、 加熱処理） を施すための前処理装置が 設けられた前処理専用のチャ ンバ一を中央チャ ンバ一に連設してもよい。 このよ う な前処理用チャ ンバ一は、 多数の被処理物品に対して一度に前処理を施すため にその容積を大き く するときには、 複数の階層に跨がるように配置してもよい。 前処理用チヤ ンバ一は、 隣り合うチヤ ンバ一と異なる階層に、 該隣り合うチャ ン バーと一部が重なり合う よう に配置されていなく てもよい。 勿論、 前処理用チヤ ンバ一は、 隣り合うチャ ンバ一と異なる階層に該隣り合うチヤ ンバーと一部が重 なり合う ように配置されていてもよい。
処理チャ ンバーに冷却装置を設ければ、 温度が上昇した被処理物品の冷却を行 う こ とができる。 冷却装置が一度に複数の被処理物品の冷却処理を行う こ とがで きる と きには、 その冷却装置が設けられた処理チヤ ンバーには複数の被処理物品 を配置できるよ う に してもよい。 冷却処理は、 例えば冷却処理以前に行われた処 理の後処理と して行ってもよい。
前記処理チャ ンバ一とは別に、 内部を所定の圧力にするこ とができ、 複数の被 処理物品に対して所定の後処理 （例えば、 冷却処理） を施すための後処理装置が 設けられた後処理専用のチャ ンバ一を中央チャ ンバ一に連設してもよい。 このよ うな後処理用チャ ンバ一は、 多数の被処理物品に対して一度に後処理を施すため にその容積を大き く する ときには、 複数の階層に跨がるように配置してもよい。 後処理用チャ ンバ一は、 隣り合うチヤ ンバーと異なる階層に、 該隣り合うチャ ン バーと一部が重なり合う ように配置されていなく てもよい。 勿論、 後処理用チヤ ンバ一は、 隣り合うチヤ ンバーと異なる階層に該隣り合うチヤ ンバーと一部が重 な り合う よう に配置されていてもよい。 例えば、 処理チャ ンバ一に排気装置及びイ オン源等を設ければ、 排気装置で処 理チャ ンバ一内を所定圧力にし、 ィォン源で生成した所定のィォンを被処理物品 に照射して、 被処理物品にイ オン注入等を施すこ とができる。
処理チャ ンバ一に排気装置、 ガス供給装置、 ガスプラズマ化装置を設ければ、 排気装置で処理チヤ ンバー内を所定圧力にし、 ガス供給装置で所定ガスをチヤ ン バー内に導入し、 ガスプラズマ化装置でそのガスをプラズマ化して、 例えば被処 理物品に膜形成したり、 或いは、 被処理物品から所定材料を選択的にエッチング する こ とができる。
処理チャ ンバ一に排気装置、 スパッ 夕装置を設ければ、 排気装置で処理チャ ン バー内を所定圧力にし、 スパッ 夕装置でターゲッ ト をスパッ タ リ ングして、 その スパッ タ粒子で被処理物品に膜形成するこ とができる。 スパッ タ装置に代えて、 電子ビーム加熱等を利用した真空蒸着装置等を用いても膜形成できる。
このように処理チャンバーに対して各種装置を設けることで、 例えばスパッ 夕 蒸着法、 イ オンプレーティ ング法などの P V D法を利用して被処理物品に膜を形 成するこ とができる。 プラズマ C V D法などの C V D法を利用して被処理物品に 膜を形成するこ とができる。 E C Rプラズマエッチング法などの ドライエツチン グ法を利用して、 被処理物品の露出する所定材料をエツチングすることができる 。 プラズマ ドーピング法などの ドーピング法を利用して、 被処理物品に所定ィォ ンの注入を行う こ とができる。 本発明に係るこの真空処理装置は、 これら処理を 順に行う こ とができ、 例えば半導体メモリ、 液晶用 T F Tなどの半導体デバィス の製作に利用するこ とができる。 また、 本発明に係るこの真空処理装置は、 ィォ ンビームミキシング法等を利用して被処理物品の表面改質を行う ことができる。 被処理物品に施すベき複数の処理のう ち i又は 2以上の処理は、 複数の処理チ ャ ンバーで並行処理できるようにしてもよい。 同じ処理を被処理物品に施すため の各処理チ ャ ンバ一には、 同じ処理装置を設けておけばよい。 同じ処理を行うた めの複数の処理装置は、 互いに一部を共用してもよい。 このよう に並行処理がで きるようにしておけば、 その処理に時間がかかると きなどでも、 効率的に一連の 処理を被処理物品に施すこ とができ、 スループッ ト を増大するこ とができる。 ま た、 並行処理ができるようにしておけば、 一つの処理チャンバ一及び （又は） そ の処理チヤ ンバーに設けられた処理装置のメ ンテナンスをするときや、 その処理 装置が故障したときでも、 他の処理チャ ンバ一でその処理を行う こ とができ、 真 空処理装置全体の機能が停止することを低減できる。 このよ うな並行処理を行う などのために、 処理チャンバ一に設けられた各処理装置は、 それぞれ他の処理装 置から独立して所定の処理を被処理物品に対して施すことができるようにしても よい。 また、 各チャ ンバ一の内部の圧力をそれぞれ他のチャ ンバ一から独立して 所定の圧力にするこ とができるようにしてもよい。
中央チャ ンバ一には、 内部を所定圧力にするこ とができ、 被処理物品を真空処 理装置外部から中央チャ ンバ一に搬入するための搬入用チャ ンバ一を連設しても よい。 搬入用チャ ンバ一は、 複数の被処理物品を内部に配置できるようにしても よい。 さ らには、 一度に複数の被処理物品を搬入できるようにしてもよい。 また、 中央チャ ンバ一には、 内部を所定に圧力にするこ とができ、 被処理物品 を中央チヤ ンバ一から真空処理装置外部へ搬出するための搬出用チヤ ンバ一を設 けてもよい。 搬出用チャ ンバ一も、 複数の被処理物品を内部に配置できるように してもよい。 さ らには、 一度に複数の被処理物品を搬出できるようにしてもよい 搬入用チヤ ンバ一は、 多数の被処理物品を一度に搬入するためにその容積を大 き く すると きには、 複数の階層に跨がるように配置してもよい。 搬入用チヤンバ —は、 隣り合うチャ ンバ一と異なる階層に該隣り合うチヤ ンバ一と一部が重な り 合う ように配置されていなく てもよい。 勿論、 搬入用チャ ンバ一は、 隣り合うチ ヤ ンバーと異なる階層に該隣り合うチヤ ンバーと一部が重なり合うように配置し てもよい。 搬出用チャ ンバ一についても、 搬入用チャ ンバ一と同様に配置するこ とができる。
搬入用チャ ンバーと搬出用チャ ンバーのいずれも中央チャンバ一に連設すると きには、 例えば搬入用チャンバ一と搬出用チヤ ンバ一は互いに重なり合う ように 異なる階層に配置してもよい。 このよ う に搬入用チャ ンバ一と搬出用チャ ンバ一 を重ねて配置したと きには、 一方のチャ ンバ一の上側スペース及び他方のチャ ン バーの下側スペースはデッ ドスペースとなってしま うが、 これら二つのチャ ンバ 一には処理装置を設ける必要がなく 、 また、 メ ンテナンス用蓋を特に設ける必要 もないため、 それほど支障はない。
中央チャ ンバーには、 これに連設された前記各チャ ンバ一間での被処理物品の 搬送を行うために、 中央チャ ンバーと各チャ ンバー内との間で被処理物品を搬送 するこ とができる搬送ロボッ 卜 を配置してもよい。 次に本発明の実施例について図面を参照して説明する。
( 1 ) 本発明の 1実施例に係る真空処理装置 A 1 の概略平面図を第 1図に示す 。 また、 真空処理装置 A i の第 1 図の X 1 — X 1線、 X 2 — X 2線、 X 3 — X 3 線、 X 4 — X 4線に沿う概略断面図をそれぞれ第 2 ( A ) 図、 第 2 ( B ) 図、 第 2 ( C ) 図、 第 2 ( D ) 図に示す。
真空処理装置 A 1 は、 こ こでの被処理物品である基板 Sに対して、 低ガス圧下 において複数の処理を順に連続して施すための装置である。
真空処理装置 A 1 は、 中空円柱状の中央チャンバ一 C c と、 これの周囲に配置 された中空直方体状の八つのチャ ンバ一 C l、 C 2、 C 3、 C 4、 C 5、 C 6、 C i 及び C o を備えている。 これら八つのチャンバ一は、 それぞれ中央チャンバ 一 C c に連設されている。
中央チャ ンバ一 C c の周囲に配置された八つのチャ ンバ一は、 上下方向に二つ に分割した下側第 1 階層と上側第 2階層に分けて配置されている。 下側第 1階層 には、 チャ ンバー C 1、 C 3、 C 5及び C 0が配置されている。 上側第 1階層に はチャ ンバ一 C 2、 C 4、 C 6及び C i が配置されている。
下側第 1 階層に配置されたチャ ンバ一 C 1、 C 3、 C 5及び C o (以下、 「下 側チャ ンバ一」 という。 ） は、 中央チャ ンバ一 C c を中心にして 9 0 ° の中心角 度間隔で配置されている。 また、 上側第 2 階層に配置されたチャ ンバ一 C 2、 C 4、 C 6及び C i は、 中央チャ ンバー C c を中心にして 9 0 ° の中心角度間隔で 配置されている。 チャ ンバ一 C 1 と C 2 は、 中央チャ ンバ一 C c を中心にして、 中心角度を 4 5 ° ずらして配置されている。 これらによ り、 中央チャ ンバ一 C c の周囲方向において隣り合う二つのチャ ン バーは互いに異なる階層に配置されている。 また、 中央チャ ンバ一 C cの径を調 整するこ とで、 中央チャ ンバ一 C cの周囲方向において隣り合い、 且つ、 異なる 階層に配置された二つのチャ ンバ一は、 互いに一部が重なり合つている。 なお、 隣り合う二つのチャ ンバ一が重な り合つている状態は、 真空処理装置 A 1 を上側 (又は下側） から見たと きにおいて、 二つのチャ ンバ一が重なり合つている状態 のこ とをいう。 換言すれば、 第 1 図に示すよ う に中央チャ ンバ一 C c の周囲方向 において隣り合う例えばチャ ンバ一 C 1 と C 2 のよ う に、 真空処理装置 A 1 を上 側から見たと きに、 土側の階層に配置されたチャ ンバ一 C 2 によって、 下側の階 層に配置されたチャ ンバ一 C 1 の一部が隠れて見えないときに、 これら二つのチ ャ ンバ一は一部が重なり合っているという。 チャンバ一 C 1 と C 2 は、 全ての部 分が完全に重なってはいないし、 全く 重なっていないわけでもなく 、 互いに一部 だけが重な りあっている。 チャ ンバ一 C 2 と C 3の関係や、 チャ ンバ一 C i と 1 の関係などについても同様である。
中央チャ ンバ一 C c は前述のよう に中空円筒状であ り、 その内部の圧力 （ガス 圧） を排気装置 E X c (第 3図参照） によ って所定の圧力 （真空度） にすること ができる。 排気装置 E X cは第 1 図及び第 2図においては、 図示が省略されてい る。 第 3図は、 真空排気装置 A i が備える機器、 装置の接続状態を示す概略プロ ッ ク図である。
チャ ンバ一 C 1 は前述のように中空直方体状であり、 その内部はゲー ト弁 V 1 を介して中央チャ ンバ一 C c の内部と連通している。 同様に、 チャ ンバ一 C 2 、 C 3 、 C 4 、 C 5、 C 6 の内部は、 それぞれゲート弁 V 2、 V 3、 V 4 、 V 5、 V 6 を介して中央チャンバ一 C c の内部と連通している。 チャンバ一 C 1 〜C 6 の内部圧力は、 それぞれのチャ ンバ一に対して設けられている排気装置 E X 1 〜 E X 6 (第 3図参照） によって、 所定の圧力にするこ とができる。
チャンバ一 C i は前述のよう に中空直方体状であり、 その内部は一方でゲ一ト 弁 V 7 を介して中央チャ ンバ一 C c内部に通じており、 他方でゲー ト弁 V 8 を介 して外部に通じている。 チャ ンバ一 C 0 もチャ ンバ一 C i と同様に、 その内部は 一方でゲ一 卜弁 V 9 を介して中央チャ ンバー C c内部に通じており、 他方でゲ一 ト弁 V 1 0 を介して外部に通じている。 チャ ンバ一 C i 、 C oの内部圧力は、 そ れぞれ排気装置 E X i 、 E X 0 (第 3図参照） によって、 所定の圧力にすること ができる。
真空処理装置 A 1 においては、 装置外部のカセッ ト C Sに配置された未処理の 基板 S (被処理物品） に対して、 次のよう に複数の所定の処理が順に施される。 基板 Sは、 カセッ ト C Sからチャ ンバ一 C i に搬入され、 チャ ンバ一 C 1 〜 C 6 において所定の処理が順に施される。 処理の終わった基板 Sは、 チャ ンバ一 C o からカセッ ト C Sに戻される。
真空処理装置 A 1 の内部においての基板 Sの搬送は、 中央チャ ンバ一 C cに配 置されたロボッ ト R 丄 によ り行われる。 なお、 ロボッ ト R 1 は、 第 2図において は図示が省略されている。 ロボッ ト R 1 は、 中央チャンバ一 C c に連設されたチ ヤ ンバー C 1 〜 C 6 、 C i 及び C 0 の各チャ ンバ一と中央チャ ンバ一 C c の間で 基板 Sを搬送することができる。 中央チャ ンバ一 C cに連設されたチャ ンバ一間 での基板の搬送は、 中央チャ ンバ一 C c を経由して行われる。
チャ ンバー C i は、 基板 Sを真空処理装置 A 1 の外部から内部に受け入れるた めの被処理物品搬入用のチヤ ンバ一である。 また、 チャンバ一 C 0は、 処理済み の基板 Sを装置外部に排出するための被処理物品搬出用のチヤンバーである。 前述のよ う にチャ ンバ一 C 1 〜 C 6 の各チャ ンバ一内において、 基板 Sに対し て処理が施される。 チャ ンバ一 C 1 〜 C 6 の各チャ ンバ一は、 その内部において 基板 Sに処理を施すための処理チャ ンバ一である。 処理チヤ ンバー C 1 〜 C 6 の 各チヤ ンバ一には、 基板 Sに施す処理を行うための処理装置が設けられている。 処理チヤ ンバ一 C 1 〜 C 6 に設けられた処理装置を説明する前に、 まず、 真空処 理装置 A 1 において基板 Sに対して施す処理の例について説明する。
本例においては、 液晶表示装置用の T F Tを作製するために、 基板 S としては ガラス基板が用いられる。 基板 Sには、 次の P 1 〜 P 5 の五つの処理がこの順に 施される。
(処理 P 1 ) 基板 S を所定温度まで加熱する。 本例では、 基板 Sを 2 5 0 ° C 〜 4 0 0 ° Cまで加熱する。 この処理は、 以降に行われる処理 P 2〜 P 4 の前処 理と して行われる。
(処理 P 2 ) 基板 Sにシ リ コ ン酸化膜を形成する。
(処理 P 3 ) 基板 Sにさ らにアモルフ ァスシ リ コ ン膜を形成する。
(処理 P 4 ) 基板 Sにさ らに n —シ リ コ ン膜 （ n型シ リ コ ン半導体膜） を形 成する。
(処理 P 5 ) 処理 P 1 〜 P 4 が施された基板 S を冷却する。 この処理は、 処理 P 1 〜 P 4 の後処理と して行われる。
処理！3 1 〜 P 5 を順に基板 Sに施すこ とで、 基板 Sには多層の膜が形成される 処理 P i は、 処理チャ ンバ一 C 1 において行われる。 処理 P 2 は、 処理チャ ン バー C 2 と C 3 において並行して行われる。 処理 P 3 は、 処理チャ ンバ一 C 4 と C 5 において並行して行われる。 処理 P 4 は処理チャ ンバ一 C 6 において行われ る。 処理 P 5 は、 搬出用チャ ンバ一 C 0 において行われる。 搬出用チャ ンバ一 C 0 は、 処理チャ ンバ一を兼ねる。
処理 P 1 (加熱処理） を行うための処理チャ ンバ一 C 1 には、 加熱装置 H丁が 、 チャ ンバ一内部の天井面、 側面及び底面に配置されている。 処理チャ ンバ一 C 1 には、 前述のよう に内部圧力を所定圧力にするための排気装置 E X 1 (第 3図 参照） も設けられている。 処理チャンバ一 C i 内には、 基板 Sを保持するために 複数のホルダー H 1 1 、 H 1 2 、 H 1 3、 H 1 4 (第 2 ( A ) 図参照） が配置さ れている。 これらによ り、 処理チャ ンバ一 C 1 内部において、 一度に複数の （本 例では、 四つの） 基板 Sの加熱処理を行う こ とができる。
処理 P 2 (シ リ コ ン酸化膜形成） を行うための処理チャ ンバ一 C 2 には、 ここ ではプラズマ C V D法を用いて膜形成するために、 ガスプラズマ化装置 P D 2 が 設けられている。 ガスプラズマ化装置 P D 2は、 その一部がチヤ ンバー C 2 の天 井部分に配置されている。 処理チャ ンバ一 C 2 には、 シ リ コ ン酸化膜を形成する ためのプラズマ原料ガスをチヤンバ一内部に導入するためのガス供給装置 G S 2 (第 3図参照） も設けられている。 また、 処理チャ ンバ一 C 2 には、 前述のよう にチャ ンバ一内部を所定の圧力にするための排気装置 E X 2 (第 3図参照） も設 けられている。 処理チャ ンバ一 C 2内には、 基板 Sを保持するためのホルダー H 2 が配置されている。 ホルダ一 H 2 は、 ロボッ ト R 1 との基板 Sの受け渡しのた めに、 昇降装置 E L 2 によ り上下に昇降させることができる。 昇降装置 E L 2の 一部は、 処理チャ ンバ一 C 2 の下底部分に配置されている。
処理チャンバ一 C 2 においては、 排気装置 E X 2でチャンバ一内部を所定の圧 力にし、 ガス供給装置 G S 2 でチヤ ンバ一内部にシリ コ ン酸化膜を形成するため のガス （本例では、 S i H 4 + N 0又は T E 0 S + 0 3 ) を導入し、 そのガス をガスプラズマ化装置 P D 2 でプラズマ化し、 そのプラズマに基板 Sを曝すこ と で、 基板 S にシ リ コ ン酸化膜を形成する こ とができる。
処理チャ ンバ一 C に設けられた処理 P を基板 Sに施すための処理装置は、 ガスプラズマ化装置 P D 2 、 ガス供給装置 G S 2、 排気装置 E X 2、 昇降装置 E L 2 を含んでいる。
処理チヤ ンバ一 C 2 での処理 P 2 と並行して处理 P 2 を行うための処理チャン バー C 3 には、 処理チャ ンバ一 C 1 と同様に、 ガスプラズマ化装置 P D 3、 ガス 供給装置 G S 3 、 排気装置 E X 3 、 ホルダ一 H 3及び昇降装置 E L 3が設けられ ている。 ガスプラズマ化装置 P D 3 も、 その一部が処理チャ ンバー C 3 の天井部 分に配置されている。 昇降装置 E し 3 も、 その一部が 理チヤ ンバー C 3 の下底 部分に配置されている。 処理チャ ンバ一 C 3 においても、 処理チャ ンバ一 C 2で の処理と同様にして、 基板 Sにシ リ コ ン酸化膜を形成することができる。
処理 P 3 (アモルフ ァスシ リ コ ン膜形成） を行うための処理チャ ンバ一 C 4 に は、 こ こではプラズマ C V D法を用いて膜形成するために、 ガスプラズマ化装置 P D 4 が設けられている。 ガスプラズマ化装置 P D 4 は、 その一部がチャンバ一 C 4 の天井部分に配置されている。 処理チヤ ンバー C 4 には、 アモルフ ァスシリ コ ン膜を形成するための原料ガスをチヤ ンバ'一内部に導入するためのガス供給装 置 G S 4 (第 3図参照） も設けられている。 また、 処理チヤ ンバ一 C 4 には、 前 述のよ う にチャ ンバ一内部を所定の圧力にするための排気装置 E X 4 (第 3図参 照） も設けられている。 処理チャ ンバ一 C 4内には、 基板 Sを保持するためのホ ルダ一 H 4 が配置されている。 ホルダー H 4 は、 昇降装置 E し 4 によ り上下に昇 降させるこ とができる。 昇降装置 E L 4 の一部は、 処理チヤ ンバー C 4 の下底部 分に配置されている。
処理チャ ンバ一 C 4 においては、 排気装置 E X 4 でチャ ンバ一内部を所定の圧 力にし、 ガス供給装置 G S 4 でチヤ ンバー内部にァモルファスシ リ コ ン膜を形成 するためのガス （本例では、 S i H 4 + H ) を導入し、 そのガスをガスプラズ マ化装置 P D 4 でプラズマ化することで、 チャ ンバ一内部に配置される基板 Sに アモルフ ァスシ リ コ ン膜を形成する こ とができる。
処理チヤ ンバー C 4 での処理 P 3 と並行して処理 P 3 を行うための处理チャン バー C 5 には、 処理チヤ ンバー C 4 と同様に、 ガスブラズマ化装置 P D 5、 ガス 供給装置 G S 5 、 排気装置 E X 5 、 ホルダー H 5及び昇降装置 E し 5 が設けられ ている。 ガスプラズマ化装置 P D 5 も、 その一部が処理チヤンバ一 C 5の天井部 分に配置されている。 昇降装置 E L 5 も、 その一部が処理チヤ ンバー C 5 の下底 部分に配置されている。 処理チヤ ンバ一 C 5 においても、 処理チヤ ンバー C 4 で の処理と同様にして、 基板 S にアモルフ ァ スシ リ コ ン膜を形成するこ とができる 処理 P 4 ( n + —シリ コ ン膜形成） を行うための処理チャンバ一 C 6 には、 こ こではイオン注入法 （イオン ドーピング法） を用いて膜形成するために、 イオン 源 I S 6 が設けられている。 イオン源 I S 6 は、 その一部がチャ ンバ一 C 6 の天 井部分に配置されている。 処理チャ ンバ一 C 6 には、 n + —シ リ コ ン膜を形成す るためのイオン原料ガスをチヤ ンバ一内部に導入するためのガス供給装置 G S 6
(第 3図参照） も設けられている。 なお、 ガス供給装置 G S 6 は、 ィオン源 I S 6 のイオン生成室にガスを直接供給するものでもよい。 また、 処理チャ ンバ一 C 6 には、 前述のよう にチヤ ンバー内部を所定の圧力にするための排気装置 E X 6
(第 3図参照） も設けられている。 処理チヤ ンバ一 C 6内には、 基板 Sを保持す るためのホルダ一 H 6が配置されている。 ホルダ一 H 6 は、 昇降装置 E L 6 によ り上下に昇降させるこ とができる。 昇降装置 E し 6 の一部は、 処理チャ ンバ一 C 6 の下底部分に配置されている。 処理チヤ ンバー C 6 においては、 排気装置 E X 6でチヤ ンバ一内部を所定の圧 力にし、 ガス供給装置 G S 6 でチヤンバ一内部に n + —シリ コ ン膜を形成するた めのガス （本例では、 S i H 4 + P H 3 + H 2 ) を導入し、 そのガスをイオン源 I S 6 でイオン化するこ とで、 チヤンバ一内部に配置される基板 S上に既に形成 されているアモルフ ァスシ リ コ ン膜に n型不純物を ドーピングして、 n + —シリ コ ン層を形成する こ とができる。
処理チャ ンバ一 C 1 の天井部分には、 蓋し 1 が設けられている。 蓋し 1 を開け るこ とで、 処理チャ ンバ一 C 1 内部にアクセスすることができる。
同様に、 処理チヤ ンバ一 C 2 、 C 3、 C 4 、 C 5及び C 6 の天井部分には、 そ れぞれ蓋 L 2、 L 3 、 L 4 、 し 5及び L 6 が設けられている。 処理チャ ンバ一 C 2 の天井部分に配置されたガスプラズマ化装置 P D 2 は、 蓋し 2 の上に配置され ている。 同様に、 処理チャ ンバ一 C 3、 C 4 、 C 5及び C 6 の天井部分にそれぞ れ配置されたガスプラズマ化装置 P D 3、 P D 4、 P D 5及びィォン源 I S 6 は 、 それぞれ蓋 L 3、 L 4 、 L 5、 L 6 の上に配置されている。 これら蓋 L 2〜し 6 は、 その上に配置された装置を取り外すこ とで、 第 4図に示す蓋 L 3のように 開閉する こ とができる。 なお、 第 4図は、 各処理チャ ンバ一の天井部分に配置さ れた装置を取り外した状態を示している。 また、 第 4図においては、 処理チャ ン バーの下底部分に配置された昇降装置は、 図示が省略されている。
以上説明した各処理チャ ンバ一に設けられた装置、 機器は、 第 3図に示すよう に制御装置 C T Rに接続されており、 制御装置 C T Rの制御の下に運転すること ができる。 制御装置 C T Rは、 中央チャ ンバ一 C c内に配置された搬送ロボッ ト R 1及び真空処理装置 A 1外に配置された大気側ロボッ ト R 2 の動作制御も行う 。 これらによ り、 各処理チヤ ンバ一内は、 他のチヤンバ一から独立して所定の 圧力にすることができる。 また、 各処理チャンバ一では、 他のチャンバ一の処理 から独立して、 所定の処理を基板 Sに施すこ とができる。 したがって、 処理チヤ ンバ一 C 2 と C 3 のよう に、 一つの処理 （処理 P 2 ) を並列して行う こ とができ る。
真空処理装置 A 1 においては、 次のようにして前記処理 P 1 〜P 4 の複数の処 理を順に施すこ とができる。
処理すべき基板 Sは真空処理装置 A 1 外のカセッ ト C Sに複数配置されている 先ず、 搬入用チャ ンバ一 C i の弁 V 8 を開けて、 ロボッ ト R 2でカセッ ト C S 内の基板 S をチャ ンバ一 C i 内に搬入する。 チャ ンバ一 C i には、 四つの基板 S を順に搬入する。 チャ ンバ一 C i 内においては、 基板 S をホルダ一 H i 1 〜 H i 4 (第 2 ( D ) 図参照） に保持させる。 ロボッ ト R 2 の基板保持部 R M 2 は、 基 板搬送のために昇降、 旋回する こ とができる。
次いで、 弁 V 8 を閉じて、 排気装置 E X i でチャ ンバ一 C i 内を所定の圧力に する。 中央チャ ンバ一 C c、 処理チャ ンバ一 C 1 〜C 6及び搬出用チャ ンバ一 C 0の各内部も、 それぞれに対して設けられた排気装置で所定の圧力にする。 中央チャ ンバ一 C c 内に配置されたロボッ ト R 1 で、 搬入用チャ ンバ一 C i 内 の四つの基板 S を順に処理チャンバー C 1 内に搬送し、 ホルダー H 1 1 〜 H 1 4 に保持させる。 基板 Sの搬送は、 中央チャ ンバ一 C c経由で行われる。 なお、 特 に断らないかぎり、 中央チャ ンバ一 C c に連設された各チヤ ンバ一への基板の搬 入及び各チヤンバーからの基板の搬出は、 そのチヤ ンバーと中央チヤンバ一 C c の間に配置されたゲ一 ト弁をその都度開閉させて行われる。
処理チヤ ンバ一 C 1 内では、 加熱装置 H Tによ り基板 Sを加熱する前処理 （処 理 P 1 ) が行われる。 この加熱処理は、 四つの基板に対して一度に行われる。 前処理の済んだ基板 Sは、 シ リ コ ン酸化膜の形成処理 （処理 P 2 ) を行うため の処理チャ ンバ一 C 2 又は C 3 にロボッ 卜 R 1 で搬送される。 ロボッ ト R 1 と処 理チャ ンバ一 C 2内のホルダー H 2 との基板 Sの受け渡しは、 ホルダ一 H 2 を昇 降させるこ とができる昇降装置 E し 2 とロボッ ト R 1 との連係で行われる。 口ボ ッ ト R 1 と処理チヤ ンバー C 3内のホルダ一 H 3 との基板 Sの受け渡しも同様に して行われる。 なお、 ロボッ ト R i の基板保持部 R M 1 は、 各チャ ンバ一内のホ ルダ一と基板を受け渡しをするために昇降、 旋回するこ とができる。 処理チャン バ一 C 2 、 C 3 においては、 前述のようにして基板 Sにシリ コン酸化膜が形成さ れる。 シリ コ ン酸化膜の形成処理は、 処理チヤ ンバー C 2 、 C 3の各チャ ンバ一 内で基板一枚ごとに施される。
シリ コ ン酸化膜の形成処理が済んだ基板 sは、 アモルフ ァスシリ コン膜の形成 処理 （処理 P 3 ) を行うための処理チヤ ンバ一 C 4又は C 5 に搬送される。 処理 チャ ンバ一 C 4 、 C 5 においては、 前述のよう にして基板 Sにアモルファスシ リ コ ン膜が形成される。 アモルフ ァスシ リ コ ン膜の形成処理は、 処理チャンバ一 C 4 、 C 5 の各チヤンバー内で基板一枚ごとに施される。
アモルファスシ リ コ ン膜の形成処理が済んだ基板 Sは、 n + —シリ コ ン膜を形 成するための処理チャ ンバ一 C 6 に搬送される。 処理チャ ンバ一 C 6 においては 、 前述のようにして基板 Sに n + —シ リ コ ン膜が形成される。 n + —シリ コ ン膜 の形成処理は、 処理チヤ ンバ一 C 6内で基板一枚ごとに施される。
n + —シ リ コ ン膜の形成処理が済んだ基板 Sは、 搬出用チヤ ンバ一 C 0に搬送 される。 基板 Sは、 搬出用チャ ンバ一 C 0内で冷却された後、 ロボッ ト R 2 で力 セッ ト C Sに戻される。
このよ うにして、 基板 Sに処理 P 1 〜 P 5 を順に連続して施すことができる。 前処理 （処理 P i ) については一度に四つの基板 Sに施すので、 それだけスルー プッ 卜 を高めるこ とができる。 処理時間の比較的長い処理 P 2 については、 処理 チャ ンバ一 C 2 と C 3で並行の処理できるので、 それだけスループッ トを高める こ とができる。 処理時間の長い処理 P 3 についても、 処理 P 2 と同様に、 処理チ ヤ ンバー C 4 と C 5 で並行処理されるので、 それだけスループッ トを高めること ができる。
処理 P 2 については並行処理されるので、 たとえ処理チャ ンバ一 C I、 C 3に それぞれ設けられた処理 P 2 を行うための処理装置の一方が故障したとしても、 また、 一方の処理チャンバ一やこれに設けられた処理装置のメ ンテナンスを行う と きでも、 他方の処理チャンバ一で処理 P 2 を行う ことができる。 したがって、 このよ うなときでも、 真空処理装置 A 1 は処理 P 1 〜 P 4 を順に基板に施すこ と ができ、 処理がそこで停滞するこ とを低減できる。 処理 P 3 についても同様であ る。
本発明に係る真空処理装置 A 1 においては、 前述のように、 中央チャ ンバ一 C c の周囲に配置されたチャ ンバ一を二階層に別けて配置し、 中央チャ ンバ一の周 囲方向において隣り合う二つのチャ ンバ一を異なる階層に互いに一部が重なり合 う よう に配置したこ とで、 次の利点がある。
隣り合う二つのチャ ンバ一は一部だけしか重なりあっていないため、 下側第 1 階層に配置されたチャ ンバ一 C 1 、 C 3、 C 5 、 C oの天井部分の上にスペース ができる。 この天井部分の上のスペースを利用して、 下側チャンバ一の天井部分 に も機器、 装置を配置する こ とができる。 この天井部分上のスペースを利用して 、 例えば処理チャンバ一 C 2 の天井部分には前述のようにガスプラズマ化装置 P D 2 が配置されている。 下側第 1 階層に配置されたチヤ ンバーの天井部分上のス ペースを利用できるので、 それだけ真空処理装置 A 1全体をコンパク 卜にするこ とができる。
また、 下側チャ ンバ一の天井部分に設けた蓋を、 上側又は下側チャ ンバ一を全 く移動させるこ となく 、 必要な範囲でその蓋の上に配置された機器を取り外すだ けで、 第 4 図に示す蓋 L 3のように開閉するこ とができる。 したがって、 従来の 第 1 0 ( A ) 図及び第 1 0 ( B ) 図に示す真空処理装置のように上側又は下側階 層に配置されたチヤ ンバ一を大き く移動させるための移動機構は、 本発明の真空 処理装置 A 1 においては必要なく 、 それだけ安価にすることができる。 また、 第 1 0 ( A ) 図及び第 1 0 ( B ) 図に示す真空処理装置のよう に、 上側又は下側階 層に配置されたチャ ンバ一を大き く移動させう るだけの大きなスペースを、 中央 チャ ンバ一の周囲に配置されたチヤンバーの外周側に取っておく必要がないため 、 それだけ真空処理装置 A 1 の実質上の設置に必要な面積を小さ くするこ とがで きる。 真空処理装置 A 1 が配置される ク リーンルームの単位面積当たりのコス ト が高いため、 実質上の設置面積が小さ く なれば、 それだけ基板一枚当たりの処理 コス ト を低減できる。
また、 上側第 2階層に配置されたチャ ンバ一 C 2、 C 4 、 C 6、 C i の下底部 分の下にもスペースができる。 この下底部分の下のスペースを利用して、 上側チ ヤ ンバーの下底部分の下にも機器、 装置を配置するこ とができる。 上側第 2階層 に配置されたチヤ ンバーの下底部分下のスペースを利用できるので、 それだけ真 空処理装置 A 1全体をコ ンパク トにする こ とができる。
この下底部分の下のスペースを利用して、 例えばチヤ ンバ一 C 2の下底部分に は昇降装置 E し 1 が配置されている。 昇降装置 E L 2 は、 前述のようにホルダ一 H 2 を上下に昇降するための装置である。 昇降装置 E L 2がチャ ンバ一 C 2の下 底部分に配置されているため、 昇降装置 E L 2 はホルダー H 2の下側からホルダ 一を上下に昇降させればよい。 第 1 0 ( A ) 図及び第 1 0 ( B ) 図に示す従来の 真空処理装置において上側階層に配置された例えばチャ ンバー C 2に昇降装置を 設けるときには、 その下底部分にスペースがないため、 昇降装置はチャンバ一の 側面部分に配置せざるを得ず、 昇降装置はホルダーの横方向からホルダ一を上下 に昇降させなければならなかった。 これらによ り、 本発明の真空処理装置 A 1 に おいては、 第 1 0 ( A ) 図及び第 1 0 ( B ) 図に示す従来真空処理装置に比べて 、 構造がシンプルで安価な昇降装置を採用するこ とができる。
さ らに、 隣り合う二つのチャ ンバ一は全く重なっていないわけではなく 、 一部 が重なっているため、 それだけ中央チャ ンバ一 C cの半径方向の大きさをコ ンパ タ トにでき、 ひいては真空処理装置 A 1全体をコ ンパク 卜にすることができる。 本発明の真空処理装置 A 1 のように中央チャ ンバ一に八つのチャンバ一を連設し たときには、 第 9 ( A ) 図及び第 9 ( B ) 図に示す一階層構造の従来の真空処理 装置と比較すると、 設置面積は約 6 5 〜 7 5 %に縮小するこ とができる。 また、 中央チャ ンバ一に配置するロボッ トのス ト ロークを約 6 0 %に短縮するこ とがで きる。
( 2 ) 真空処理装置 A 1 において、 処理チャ ンバ一 C 1 〜 C 6 に設けた処理装 置の一部又は全部を別の装置、 部品等に代えることで、 前記処理 P 1 〜 P 4 とは 別の処理を基板 （被処理物品） に施すこ とができる。
例えば、 次の基板 S ' に、 L S I に用いるパターン形成工程の一部と して次の 処理 P 1 ' 〜 P 6 ' を順に施すこ とができる。 基板 S ' は、 予め T i N膜 （金属 バリア層） と A 1膜又は C u膜が形成してある S i ゥヱハである。 これら金属膜 が形成された S i ゥヱハには、 さ らに リ ソグラフィ一 （l i t hography ) 法によ り レジス トパターンが形成されている。 (処理 P 1 ' ) 基板 S ' から レジス ト されていない A 1 (又は C u ) を ドライ エッチングする。
(処理 P 2 ' ) 基板 S ' から レジス ト されていない T i Nを ドライエッチング する。
(処理 P 3 ' ) 基板 S ' から レジス ト を除去 （アツシング） する。 その後、 金 厲表面の腐食防止のための不動態処理を行う。
(処理 P 4 ' ) 基板 S ' にシ リ コ ン酸化膜を形成する。
(処理 P 5 ' ) 基板 S ' に半導体多結晶シ リ コ ン膜を形成する。
(処理 P 6 ' ) 基板 S ' を冷却する。
処理 P i ' 、 P 2 ' 、 P 3 ' 、 P 4 ' 、 P 5 ' 、 P 6 ' をそれぞれ処理チャン バ一 C 2、 C 3、 C 4 、 C 5 、 C 6、 C o で行うためには、 各処理チャ ンバーに は、 例えば次の処理装置を設けておけばよい。
処理チャ ンバ一 C 2 、 C 3には、 ガスブラズマ化装置 P D 2 、 P D 3に代えて 、 例えば平行平板型対向電極を用いたエツチング装置又は E C Rエツチング源を 設ければよい。 処理チャ ンバ一 C 4 には、 ガスプラズマ化装置 P D 4 に代えて、 ァッシングのための紫外線発生源、 ォゾン発生源又は酸素プラズマ発生源を設け ておけばよい。 処理チャ ンバ一 C 5のガスプラズマ化装置 P D 5 はそのままシリ コ ン酸化膜形成に利用できる。 処理チャ ンバ一 C 6 のィォン源 I S 6 は、 ァモル ファスシリ コ ン膜を多結晶シ リ コ ン膜に結晶化させるための、 或いはさ らに半導 体形成用不純物を ドーピングするためのイオン照射用ィオン源と してそのまま利 用でき、 さ らにアモルフ ァスシ リ コ ン膜をプラズマ C V D法にて形成するための 装置を付加すればよい。 処理チャ ンバ一 C 1 の加熱装置 H Tは成膜前の前加熱に 使用する。
( 3 ) 中央チャ ンバ一の周囲に配置するチャ ンバ一の数は、 真空処理装置 A 1 のよう に八つに限定されるものではない。 中央チャンバ一の周囲に多数のチャン バ一を配置しておけば、 多数の処理を連続して被処理物品に施すことができる。 中央チャ ンバ一の周囲に 1 0 のチヤ ンバ一が配置された真空処理装置 A 2 を第 5
( A ) 図及び第 5 ( B ) 図に示す。 第 5 ( A ) 図は真空処理装置 A 2の平面図で あ り、 第 5 ( B ) 図は第 5 ( A ) 図に示す X— X線に沿う真空処理装置 A 2 の概 略断面図である。
真空処理装置 A 2 は、 中央チャ ンバ一 C c と、 その周囲に中央チャ ンバ一に連 設して配置された処理チャ ンバ一 C 1 〜C 8、 搬入用チャ ンバ一 C i 及び搬出用 チヤ ンバ一 C 0 を備えている。
チャ ンバ一 C 1 〜C 8、 C i 及び C o は、 上下方向に二つに区分した下側第 1 階層と上側第 2階層に別けて配置されている。 チャ ンバ一 C l 、 C 3、 C 5、 C 7 、 C oは、 下側第 1 階層に配置されている。 チャ ンバ一 C 2、 C 4 、 C 6、 C 8 、 C i は上側第 2 階層に配置されている。 中央チャ ンバ一の周囲方向において 隣り合う二つのチャ ンバ一は、 異なる階層に互いに一部が重なり合う よ う に配置 されている。
このよ う に配置したこ とで、 真空処理装置 A 2 は、 真空処理装置 A 1 と同様に 、 実質上の設置面積を小さ く できる。
( 4 ) 真空処理装置 A 1 、 A 2 においては、 中央チャ ンバ一の周囲に配置され た各隣り合う二つののチャンバ一は、 全て異なる階層に互いに一部だけが重なる よ う に配置した。 搬入用チャ ンバ一や搬出用チャ ンバ一のよ うに、 そのチャ ンバ 一の天井部分や下底部分に処理装置を設ける必要がないチヤンバー、 また天井部 分に蓋を設ける必要がないチャ ンバ一については、 全ての部分又はほとんどの部 分が他のチャンバ一と重なり合う よう に配置してもよい。 また、 前処理や後処理 において一度に多数の被処理物品に処理を施そう とするときは、 チヤンバー容積 を大き く するために、 チャ ンバ一を複数の階層に跨がるように配置してもよい。 例えば、 第 6図並びに第 7 ( A ) 図、 第 7 ( B ) 図及び第 7 ( C ) 図に示す真空 処理装置 A 3のようにしてもよい。 第 6図は真空処理装置 A 3の概略平面図であ る。 第 7 ( A ) 図、 第 7 ( B ) 図、 第 7 ( C ) 図は、 真空処理装置 A 3 の第 6図 の X 1 — X 1線、 X 2 _ X 2線、 X 3 — X 3線に沿う概略断面図である。
真空処理装置 A 3 においては、 中央チャ ンバ一 C c の周囲には、 処理チヤ ンバ 一 C 1 〜C 5 、 前処理用チャ ンバ一 C p、 搬入用チャ ンバ一 C i 及び搬出用チヤ ンバー C 0が配置されている。 処理チャ ンバ一 C 1 〜 C 5 については、 下側第 1 階層と上側第 階層に分けて 配置されており、 隣り合う二つのチャ ンバ一は、 異なる階層に互いに一部だけが 重なり合う よう に配置されている。 なお、 処理チャ ンバ一 C 1 は、 前処理用チヤ ンバ一 C p とは重な り合っていない。 また、 処理チャ ンバ一 C 5 は、 チャ ンバ一 C i 、 C 0 とは重な り合っていない。
搬入用チヤ ンバ一 C i と搬出用チャンバー C 0は、 下側第 1 階層と上側第 2階 層に上下に重ねて配置されている。 チャ ンバ一 C i と C o を重ねたこ とで、 それ だけ真空処理装置 A 3 をコ ンパク 卜にできる。 下側第 1 階層に配置された搬出用 チャ ンバ一 C 0 には、 その天井部分に蓋を設ける必要は特にないので、 また、 上 側第 2階層に配置された搬入用チャ ンバ一 C i の下底部分には、 配置すべき大型 の機器もないので、 このよう に重ねて配置しても支障はない。
複数の被処理物品に対して前処理を行うための前処理用チヤ ンバー C pは、 下 側第 1 階層と上側第 1階層に跨がって配置されている。 前処理用チヤ ンバー C p の容積が大きいため、 一度に多数の被処理物品をチャ ンバ一 C p内に配置でき、 それだけ多数の被処理物品に対して前処理を施すことができる。 それだけ効率よ く前処理を施すことができる。
真空処理装置 A 3 においても、 処理チヤ ンバー C 1 〜 C 5 の天井部分、 下底部 分に処理装置などを配置できるので、 それだけ装置全体をコ ンパク トにするこ と ができる。
以上説明した真空処理装置 A 1 〜 A 3 においては、 中央チャ ンバ一の周囲に二 階層に別けてチャ ンバ一を配置したが、 三階層以上に別けてチャ ンバ一を配置し てもよい。 産業上の利用可能性
本発明は、 被処理物品にエッチング処理、 成膜処理、 イオン照射等の複数の処 理を順次に施すこ と等に適用できる。

Claims

請求の範囲
1 . 被処理物品に所定の処理を施すための処理装置が設けられ、 内部を所定の圧 力にするこ とができ、 内部に該被処理物品を配置して所定圧力下に該所定の処理 を施すための処理チャンバ一を複数備える真空処理装置であって、
前記複数の処理チャ ンバ一は、 内部を所定の圧力にすることができる物品搬送 用中央チャ ンバ一の周囲に配置され、 それぞれ該中央チャンバ一に連設されてお り 、
前記複数の処理チャンバ一は、 上下方向に二以上に区分した複数の階層に分け て配置されてお り 、 前記中央チャ ンバ一の周囲方向において各隣り合う二つの処 理チャ ンバ一は異なる階層に配置されて互いに一部だけが重なり合っている真空 処理装置。
2 . 前記処理装置の全部又は一部が処理チャンバ一外部から付設されている処理 チャンバーについては、 該処理装置の全部又は一部が該処理チャンバーの天井部 分又は下底部分に付設されている請求の範囲第 1項記載の真空処理装置。
3 . 前記処理チャンバ一の少なく とも一つには、 その天井部分に開閉可能な蓋が 設けられている請求の範囲第 1項記載の真空処理装置。
4 . 前処理用チャ ンバ一であって、 内部に複数の被処理物品を配置でき、 前記処 理チヤ ンバーでの処理に先立って被処理物品に対して所定の前処理を施すための 前処理装置が設けられ、 内部を所定の圧力にするこ とができ、 前記中央チヤ ンバ 一に連設された前処理用チヤ ンバーを備えている請求の範囲第 1項記載の真空処 理装置。
5 . 前記前処理用チャ ンバ一は、 これに前記中央チャ ンバ一の周囲方向において 隣り合う前記処理チャンバーが配置された階層とは異なる階層に配置されており 、 該隣り合う処理チヤ ンバーと一部だけ重なり合つている請求の範囲第 4項記載 の真空処理装置。
6 . 後処理用チャ ンバ一であって、 内部に複数の被処理物品を配置でき、 前記処 理チャ ンバ一での処理の後に被処理物品に対して所定の後処理を施すための後処 理装置が設けられ、 内部を所定の圧力にすることができ、 前記中央チヤンバーに 連設された後処理用チャ ンバ一を備えている請求の範囲第 1項記載の真空処理装 置。
7 . 前記後処理用チャ ンバ一は、 これに前記中央チャ ンバ一の周囲方向において 隣り合う前記チャ ンバ一が配置された階層とは異なる階層に配置されてお り、 該 隣り合うチヤ ンバーと一部だけ重なり合っている請求の範囲第 6項記載の真空処
8 . 内部に 1又は 2以上の被処理物品を配置でき、 内部を所定の圧力にすること ができ、 前記中央チャ ンバ一に連設された搬入用チャ ンバ一であって、 被処理物 品を前記中央チャ ンバ一に搬入するための搬入用チャ ンバ一を備えている請求の 範囲第 1項記載の真空処理装置。
9 . 前記搬入用チャ ンバ一は、 これに前記中央チャ ンバ一の周囲方向において隣 り合う前記チヤ ンバ一が配置された階層とは異なる階層に配置されており、 該隣 り合うチヤ ンバーと一部だけ重な り合っている請求の範囲第 8項記載の真空処理
1 0 . 内部に 1 又は 2以上の被処理物品を配置でき、 内部を所定の圧力にするこ とができ、 前記中央チャ ンバ一に連設された搬出用チャ ンバ一であって、 被処理 物品を前記中央チヤ ンバーから搬出するための搬出用チャ ンバ一を備えている請 求の範囲第 1項記載の真空処理装置。
1 1 . 前記搬出用チャ ンバ一は、 これに前記中央チャ ンバ一の周囲方向において 隣り合う前記チャ ンバ一が配置された階層とは異なる階層に配置されてお り、 該 隣り合うチャ ンバ一と一部だけ重なり合つている請求の範囲第 1 0項記載の真空 処理装置。
1 2 . 内部に 1又は 2以上の被処理物品を配置でき、 内部を所定の圧力にするこ とができ、 前記中央チャ ンバ一に連設された、 被処理物品を前記中央チャ ンバ一 に搬入するための搬入用チャ ンバ一と、
内部に i又は 2以上の被処理物品を配置でき、 内部を所定の圧力にするこ とが でき、 前記中央チャ ンバ一に連設された、 被処理物品を前記中央チャ ンバ一から 搬出するための搬出用チャ ンバ一とを備えており、 前記搬入用チヤ ンバ一と前記搬出用チヤ ンバ一は互いに重なり合って異なる階 層に配置されている請求の範囲第 1項記載の真空処理装置。
1 3 . 前記各処理チャ ンバ一に設けられた処理装置は、 それぞれ他の処理チャ ン バーに設けられた処理装置から独立して所定の処理を被処理物品に施すことがで きる請求の範囲第 1項記載の真空処理装置。 一
1 4 . 前記各チヤンバーの内部の圧力をそれぞれ他のチャンバ一から独立して所 定の圧力にするこ とができる請求の範囲第 1項から第 1 3項のいずれかに記載の 真空処理装置。
1 5 . 前記中央チャ ンバ一には、 該中央チャ ンバ一に連設された前記各チャ ンバ 一との間で前記被処理物品を搬送することができる搬送ロボッ トが配置されてい る請求の範囲第 1項から第 1 3項のいずれかに記載の真空処理装置。
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