JPH01253237A - 真空処理装置 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、真空中で基板表面に薄膜のエツチング、膜堆
積等の処理を行なう真空処理装置の構成に関するもので
ある。

［従来の技術］ 従来の真空処理装置では、第４図に連続ドライエツチン
グ装置の概略図を示すように、専らベルトを使って基板
を搬送していた。

即ち、作業者はまず大気中で、複数の被処理基板５４を
、上下に若干の間隙を置いて設けられた基板キャリア４
７内の多数の棚に収納される。

その基板キャリア４７は収納室４３内の上下機構４６の
上に、搬送ベルト４９を挟み込むようにして載置され、
ゲートバルブ５３が閉められて収納室４３の内部が排気
系（図示しない）で真空排気され、所定の真空度に達し
た後ロードロックバルブ５２が開かれて収納室４３と予
備室４２が連通状態になる。

ここで上下機構４６がわずかに下降す−ることで、基板
キャリア４７内の最下層部の基板５４ａが搬送ベルト４
９上に預けられ、搬送ベルト４９および５０の回転によ
って、この基板５４ａは予備室４２内の５４ｂの位置ま
で運ばれる。

予備室４２の内部では、基板上下機構５５の上昇により
、搬送ベルト５０上の基板５４ｂは一旦５４ｃの位置ま
で持ち上げられる。待機していた基板搬送機構４８が矢
印４８０を右方向に進んで、この基板５４ｃを受は取る
と、上下機構５５は原位置に下降する。

ここでゲートバルブ５１が開かれ、基板搬送機構４８が
さらに進んで、基板５４ｃを処理室４１内の５４ｄの位
置まで運び、処理室４１内の基板上下機構４５が上昇し
て、基板５４ｄを受は取って一旦５４ｅの位置まで持ち
上げる。役目を終えた基板搬送機構４８は矢印４８０を
左方向に進んで予備室４２内部の原待機位置に戻る。

処理室４１内の基板上下機構４５が下降して基板５４ｅ
を電極４４の上の５４ｆの位置へ預けると、ゲートバル
ブ５１が閉められ、処理室４１内部で所定の処理用装置
（図示しない）が動作しエツチング、薄膜堆積等々の処
理が始まることになる。

［発明が解決しようとする問題点コ このような従来の方式によると、基板キャリア上下機構
４６、ベルト４９．　５０、基板搬送機構４８、予備室
内基板上下機構５５、処理室内基板上下機構４５等々と
、真空各室内における駆動部の構造が複雑で可動部品が
多く、そのためにゴミの発生が多く、大規模集積回路で
は半導体デバイスの歩留りを極めて悪化させていた。

さらに、処理室４１内部では一般に基板は一時に１枚し
か処理できず、処理枚数を増そうとすると構造が急激に
複雑になって、ゴミの発生を一層増加させるという欠点
があ）た。

［発明の目的コ この発明は、上記の問題を解決し、真空各室内の駆動機
構を減らして基板へのゴミの付着を大幅に減少させると
ともに、生産性を大幅に向上させることのできる真空処
理装置の提供を目的とする。

［課題を解決するための手段］ 上記目的達成のために本発明の真空処理装置は次の構成
をとる。即ち、 基板表面にエツチング、膜堆積等の薄膜処理を行なう処
理室と、該基板を大気中より取り込んで一時的に収納す
るための収納室と、これら両室に挟まれ両室とはゲート
バルブで接続される予備室と、該各室をそれぞれ排気す
る排気系と、該処理室には処理に用いるガスの導入系お
よび処理用装置とを備え、前記各室間の基板搬送は、該
予備室に配置された、所定軸につき半径方向（ｒ）、円
周方向（θ）、軸方向（２）の３方向に自由度を有して
基板を搬送できる基板搬送ロボットで行なわしめ、該ロ
ボットは単一の導入管を通して大気側に置かれた動力装
置で駆動する構成である。

さらに前記処理室には、複数面に基板を保持することが
できる多角筒状の基板ホルダーと、該基板ホルダーを該
角筒の軸のまわりに回転させる駆動装置とを備え、該角
筒の各面に逐次該ロボットから基板を授受する如くし、 またさらに前記予備室には、前記基板搬送ロボットによ
って、該基板を該ロボットのフィンガーに載せて押し付
けることにより、基板の芯を合わせることのできる機構
を備えることによって前記効果を一層高めるものである
。

［作用コ かかるｒθ２基板搬送ロボットを設けるときは、搬送系
の構成は格段に簡略化され、構成部品、可動部分が減少
してゴミの発生が大いに抑制されることになる。

さらにそれは、基板ホルダーの複数面利用、基板の芯合
わせ機構の利用を容易にし、相俟って生産性の大幅な向
上を達成することができる。

［実施例コ 以下本発明を図面に基づいて説明する。

第１図（平面図）、第２図（その正面図）、第３図（基
板ホルダ一部分の詳細斜視図）は本発明の実施例のプラ
ズマ処理装置の概略図である。

収納室１、予備室２および処理室３がゲートバルブ４，
５で接続されており、収納室１には大気との間にバルブ
６が置かれている。さらに、基板７および基板キャリア
８の交換のために、大気中の９０位置に回転可能である
ような、基板キャリア交換用テーブル９が設けられてい
る。

予備室２には、詳細を後述するｒθ２基板搬送ロボット
１０と、基板芯出し機構１１とが設けられている。

処理室３には、その壁面を利用して、基板ホルダー１２
と、基板ホルダーの各回毎に１つ宛の基板ホルダー上下
機構１４（第３図参照）と、基板ホルダー回転機構１５
と、２つの向き合った処理用装置（ここではプラズマ発
生装置）１３，１３′が取り付けられている。

基板ホルダー１２はその表裏両面を基板保持面（Ａ面と
Ｂ面）としており、ともに静電吸着機構１６（第３図参
照）が設けられている。

図示しないが、収納室１、予備室２、処理室３はそれぞ
れ排気系、処理室にはざらに処理ガス導入系を備えてい
る。

この装置の動作は次の通りである。

ゲートバルブ４を閉めてリークバルブ（図示せず）によ
ってガスを導入大気圧にした後バルブ６を開く、基板キ
ャリア交換用テーブル９を９０位置に倒して、基板キャ
リア交換用テーブル９０上に、複数の基板７を従来同様
に収容した基板キャリア８を載せる。

次いで、基板キャリア交換テーブル９０を９の位置に起
こしてバルブ６を閉め、収納室１の内部を高真空に排気
し、所定の真空度まで排気が完了すると、ゲートバルブ
４を開き、ｒθ２基板搬送ロボット１０が動作してその
フィンガー１００の先端に基板の１枚７ａ（基板キャリ
ア８内部の任意の棚から基板を取り出すことができる）
を乗せ、これを（２方向に）若干持ち上げて棚から外す
。

「θ２基板搬送ロボットｌＯは、さらに基板７ａをｒ、
θ、２方向に移送して基板芯出し機構１１にフィンガー
１００上の基板７ａを押し付け、基板位置の必要な修正
を行なうことができる。

この開にバルブ４は閉められ、バルブ５が開かれる。

処理室３内部では既に基板ホルダー回転機構１５が動い
て、第１図の基板ホルダー１２を矢印１５０の方向に１
８０°回転させて、その表面（Ａ面）を所定の水平位置
に置いて待機している。

「θＺ基板搬送ロボット１０は、ｒ、θ、２方向に動作
してそのフィンガー１００の先端の基板７ａを、前記し
た基板ホルダー１２の入面上に預けると、Ａ面はその静
電吸着機構１６で基板７を保持する。このとき基板ホル
ダー１２のＡ面に近接して設けられた基板ホルダー上下
機構１４が小量の上下動作（従来の上下機構の動作同様
）を行ない基板の受渡しと保持を助ける。

ｒθ２基板搬送ロボット１０がそのフィンガー１００を
予備室内部に納める。そして、ロボット１０が前記同様
の動作を行なって、次の基板７ｂ（図示しない）を収納
室１から取り寄せて来る間に、処理室３では基板ホルダ
ー回転機構１５が働いて、基板ホルダー１２は１８０°
回転し、今度はＢ面を先の所定水平位置に置いて待機す
る。

前記同様にして、ｒθ２基板搬送ロボット１０はこのＢ
面にも基板７ｂを搬送する。

これで基板の搬送を終了すし、基板ホルダー１２は矢印
１５０方向に９０′回転して第１，２図の位置に戻り、
両基板７ａ、７ｂを垂直に立てる。

この後は、バルブ５を閉めプラズマ発生装置１３．１３
′で発生したプラズマによって、基板７ａ、７ｂの同時
平行プラズマ処理が行なわれる。

処理終了後の基板の返戻動作は、基板の芯合わせが不要
となることを除けば、上述の順序と丁度逆である。

さて、上記した本発明の基板搬送の主役を担う、ｒθ２
基板搬送ロボット１０であるが、このロボットとしては
、例えば、「ウェハー搬送ユニット”ＲＲ８１２１”の
ロボット”ＲＲ３０２”」　（月刊雑誌　「自動化技術
」第１９巻第８号（１９８７）５４−（３０頁）等を改
造して利用することができる。

ロボット駆動用の機器、電気的諸装置も同様である。

但しこの本で述べるロボットは、第１，２図のｒ、θの
２方向だけに自由度を有するの基板搬送ロボットである
ため、これに２方向の運動を可能にする簡単な機構（簡
単であるため図示を省略）を加味して用いることができ
る。それらｒ、θ。

２の各方向用の駆動用モータ、歯車機構、ベルト機構は
すべて単一の導入管１０１の内部に収容され、大気中に
置かれる。真空と大気の境界に位置する運動の摺動面は
、０リングおよび磁気流体シールによって密封される。

処理室３の内部における駆動力の導入も上記と同様であ
る。

本発明の真空処理装置は上記のような構造になっている
ので、真空各室内の運動部品、その運動量はともに大幅
に減少する。また実施例に示したように、収容室におけ
る基板キャリア交換用装置は、図示の交換テーブル９の
ように、軸動の一挙動で収納動作が完了するような単純
なものにてきるほか、処理室の諸機構も、１つの基板ホ
ルダーの表裏を使って２枚の基板を同時に処理するよう
にすることが容易にとなる。その構成が、基板ホルダー
周辺での極めて僅かな機構の追加で達成される。

また、本実施例では基板ホルダーとして表裏を用いる二
面構成のもを示したが、基板ホルダーに多角筒体（例え
ば、４角筒）を用いてその各面に基板を置き、必要な角
度（９０°）宛回転させて基板の授受を行なう構成も容
易に可能であり、そのときもやはり、基板ホルダー周辺
の構成は、極めて僅かな機構の追加だけですむ。

さらに上記のような、複数基板の同時処理が可能になる
と、本発明の構成の装置では、実施例に示すように、プ
ラズマ発生装置３．３′を１個の予備室２に２個（一般
には複数個）取り付けそれぞれで別々の処理を行なわせ
ることも可能であって、その場合も基板搬送機構の増設
は必要でない。

そしてそうした複数の処理用装置を設けた場合も、１枚
の基板のみを処理したい場合は、１個所の処理用装置だ
けを動作させればよいし、常時１枚処理だけという場合
は残りの処理用装置を取り除いて直ちに目的を達成する
ことができる。

なお、基板処理に当たって基板の芯合わせがそれ程重要
でない場合は、芯合わせの機構は省略してもよい。

また、基板キャリア交換時に、基板キャリア交換用テー
ブル９に基板７の方向を、オリフラ（オリエンテーショ
ン・フラット）を利用して、ローラー機構とビームセン
サーを用いて一度に揃えるようにしても芯合わせの目的
は達成できる。（例えば市販品として”ＦＬＡＴ　ＦＩ
ＮＤＥＲｍｏｄｅｌ　ＦＦＴＢｉＭ”長瀬産業四　があ
る。） 実施例では述べなかフたが、基板処理中に該基板ホルダ
ーに直流電圧バイアスあるいは高周波電力を印加するな
ど真空処理装置で従来行なわれていることは、プロセス
の必要に応じてすべて採用することが出来、この際もｒ
θ２基板搬送ロボットは構造の改変なしでそれに充分対
応出来る。

［発明の効果コ 本発明の真空処理装置は真空室内のゴミ発生を防止し、
生産性の向上をはかることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例のプラズマ処理装置の平面図。 第２図はその正面図。 第３図はその基板ホルダ一部分の詳細斜視図。 第４図は従来のプラズマ処理装置の概略図である。 １・・・収納室、２・・・予備室、３・・・処理室、４
．５・・・ゲートバルブ、６・・・バルブ、°７・・・
基板、８・・・基板キャリア、９・・・基板キャリア交
換テーブル、 １０・・・ｒθ２基板搬送ロボット、 １１・・・基板芯出し機構、１２・・・基板ホルダー、
１３・・・処理用装置、１４・・・基板上下機構、１５
・・・静電吸着機構。 特許出願人　日電アネルバ株式会社 代理人　　　弁理士　　　村上　健次

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ［１］真空中で基板表面にエッチング、膜堆積等の薄膜
   処理を行なう処理室と、該基板を大気中より取り込んで
   一時的に収納するための収納室と、これら両室に挟まれ
   両室とはゲートバルブで接続される予備室と、該各室を
   それぞれ排気する排気系と、該処理室には処理に用いる
   ガスの導入系および処理用装置とを備え、前記各室間の
   基板搬送は、該予備室に配置された、所定軸につき半径
   方向（ｒ）、円周方向（θ）、軸方向（２）の３方向に
   自由度を有して基板を搬送できる基板搬送ロボットで行
   なわしめ、該ロボットは単一の導入管を通して大気側に
   置かれた動力装置で駆動したことを特徴とする真空処理
   装置。 ［２］前記処理室には、複数面に基板を保持することが
   できる多角筒状の基板ホルダーと、該基板ホルダーを該
   角筒の軸のまわりに回転させる駆動装置とを備え、該角
   筒の各面に逐次該ロボットから基板を授受する如くした
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の真空処理
   装置。 ［３］前記予備室には、前記基板搬送ロボットによって
   、該基板を該ロボットのフィンガーに載せて押し付ける
   ことにより、基板の芯を合わせることのできる機構を備
   えたことを特徴とする特許請求の範囲第１または２項記
   載の真空処理装置。