JPH0560659B2 - - Google Patents

Description

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

〔従来技術〕

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

第５図はプラズマエツチング装置として構成し
た従来の電子サイクロトロン共鳴を利用したプラ
ズマ装置の横断面図であり、３１はプラズマ生成
室を示している。プラズマ生成室３１は周囲壁を
２重構造にして冷却水の通流室３１ａを備え、ま
た一側壁中央には石英ガラス板３１ｂにて封止し
たマイクロ波導入口３１ｃを、更に他側壁中央に
は前記マイクロ波導入口３１ｃと対向する位置に
引出用の電極を配置したプラズマ引出口３１ｄを
夫々備えており、前記マイクロ波導入口３１ｃに
は導波管３２の一端が接続され、またプラズマ引
出口３１ｄに臨ませてエツチング室３３を配設
し、更に周囲にはプラズマ生成室３１及びこれに
接続した導波管３２の一端部にわたつてこれらを
囲繞する態様でこれらと同心状に励磁コイル３４
を配設してある。

導波管３２の他端部はマグネトロンＭに接続さ
れており、またエツチング室３３におけるプラズ
マ引出口３１ｄと対向しない一側壁外面にはロー
ドロツク室３５を、更に他側壁外面には半導体ウ
エーハ等である試料３７用の載置台３８の移動手
段３６を構成するケーシング３６ａが相対向せし
めて設置されている。ケーシング３６ａ内には先
端に載置台３８、栓体３６ｂを装着したロツド３
６ｃをその軸心線回りに回転、並びに軸方向に摺
動可能に保持するガイド部材３６ｄ、及びロツド
３６ｃを回転、並びに軸方向移動させる駆動部３
６ｅ，３６ｆ等が配設されている。栓体３６ｂは
載置台３８をエツチング室３３内に位置させたと
きはケーシング３６ａとエツチング室３３との連
通孔３３ｂを、また載置台３８をロードロツク室
３５内に位置させたときはロードロツク室３５と
エツチング室３３との隔壁の連通孔３３ａを夫々
気密封止するようロツド３６ｃに固定されてい
る。

而してこのようなプラズマエツチング装置にあ
つては、図面に破線で示す如くロツド３６ｃを前
進させ、載置台３８をロードロツク室３５内に位
置させると共に栓体３６ｂにて連通孔３３ａを封
止し、ロードロツク室３５内に図示しない給排気
管を通じてガスを導入し、ロードロツク室３５内
を大気圧に迄高めた後、蓋３５ａを破線で示す如
く開放して載置台３８上の試料３７を交換し、再
びロードロツク室３５を閉鎖して給排気管を通じ
て所定の真空度に迄排気した後、ロツド３６ｃを
載置台３８がプラズマ引出口３１ｄ前方に位置す
るよう後退させ、その位置でロツド３６ｃを90゜
回転させて試料３７をプラズマ引出口３１ｄに対
向せしめる。この状態でプラズマ生成室３１内に
プラズマを生成させ、生成させたプラズマを励磁
コイル３４にて形成される。プラズマ引出口３１
ｄ前方のエツチング室３３側に向かうに従つて磁
束密度が低下する発散磁界によつてエツチング室
３３内の試料３７上に投射せしめて、試料３７表
面をエツチングするようになつている（特開昭60
−51537号）。

〔発明が解決しようとする問題点〕

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

〔問題点を解決するための手段〕

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

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

〔実施例〕

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

プラズマ生成室１はステンレス鋼製であつて周
囲壁は２重構造にして冷却水の通流室１ａを備
え、一側壁中央には石英ガラス板１ｂにて封止さ
れたマイクロ波導入口１ｃを備え、また他側壁中
央には、前記マイクロ波導入口１ｃと対向する位
置にプラズマの引出口１ｄを備えており、前記マ
イクロ波導入口１ｃには導波管２の一端部が、ま
たプラズマの引出口１ｄにはこれに臨ませてエツ
チング室３が配設され、更にプラズマ生成室１及
びこれに連結された導波管２の一端部にわたつて
これらと略同心状に励磁コイル４が周設せしめら
れている。

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

エツチング室３は中空の直方体形に形成され、
プラズマ引出口１ｄと対向しない下部壁中央部に
はスリツト状の連通路３ａが開口され、この連通
路３ａに面してロードロツク室５が連設配置され
ている。ロードロツク室５内にはカセツト６、第
１搬送手段を構成する試料Ｓの移送部材７が配設
され、またエツチング室３内には試料Ｓの載置台
８、及び第２の搬送手段を構成するクランプ部材
９が配設され、更に連通路３ａにはそのロードロ
ツク室５側の端末にはゲートバルブ１１が、一方
エツチング室３側の端末にはシヤツタ１２が夫々
設けられている。

ロードロツク室５はゲートバルブ１１の開閉に
必要なスペースを確保するための小室５ａ及びカ
セツト６を配した大室５ｂからなり、小室５ａを
エツチング室３の連通路３ａに面してその直下
に、また大室５ｂは小室５ａと連通させた状態
で、その下方に連設され、この大室５ｂには蓋５
ｃによつて開閉される交換口５ｄが設けられてい
る。

カセツト６は第２図に示す如く上方を開放さ
れ、また底部はその中央部を長手方向に試料Ｓの
直径よりも小さい幅寸法だけ開放して移送部材７
の挿脱口６ａを備えた中空直方体状に形成されて
おり、その左、右側板には長手方向に一定間隔で
区画縁６ｂ，６ｂが相対向する位置に縦向きに設
けられ、相隣する区画縁６ｂ間に夫々１個づつ試
料Ｓが収納されるようになつている。カセツト６
はその下部をロードロツク室５の大室５ｂの底部
に配したガイド部材５ｅ上に長手方向に摺動可能
に配設され、一端板にはロツド６ｃを連結したエ
アシリンダ６ｄにて長手方向における区画縁６ｂ
間の寸法を１ピツチとして矢符方向に間欠的に移
動せしめられるようになつている。

ロードロツク室５の大室５ｂの底部であつてエ
ツチング室３との連通路３ａと対向する位置には
移送部材７の挿通用の孔５ｆが開口され、これに
面して大室５ｂの下面に移送部材７及びその駆動
部を収納したケース７ｃが配設されている。

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

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

支持具８ａは、エツチング室３の側壁に対して
前、後移動調節、並びに回動調節可能に配設され
ており、常時は連通路３ａの開口位置と上下に対
向しない位置に載置台８を支持するようになつて
いる。

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

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

一方、シヤツタ１２はエツチング室３内で生じ
た粉塵等がロードロツク室５内に落下して試料Ｓ
を汚染するのを防止するためのものであつて、ス
リツト状をなす連通路３ａと略同様のスリツト状
をなす開口部１２ａを備えた蒲鉾型のドーム１２
ｂの長手方向両端部に渡つて門型をなすシヤツタ
部材１２ｃを枢支し、図示しない駆動部によつて
シヤツタ部材１２ｃを実線で示す如く開口部１２
ａを開放する位置と破線で示す如き閉鎖位置とに
選択的に移動せしめられるよう構成されており、
試料Ｓの移送時は開放位置に、また試料Ｓに対す
るエツチング時には閉鎖位置に設定されるように
なつている。

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

蓋５ｃを閉じ、図示しない排気系から排気し、
ロードロツク室５内をエツチング室３内と略等し
い所定の真空度に設定した後、ゲートバルブ１
１、シヤツタ１２夫々を開位置に設定して連通路
３ａを開放状態に設定し、移送部材７を作動させ
る。即ち図示しない駆動部を作動してワイヤを巻
き上げ、移送部材７を上昇させ、カセツト６底部
の挿脱口６ａからカセツト６内に挿入し、凹溝７
ａ内に試料Ｓの下部周縁を嵌め込んだ状態で試料
Ｓをカセツト６から抜き出し、そのまま連通路３
ａを経てエツチング室３内の受け渡し位置にまで
上昇して停止する。受け渡し位置には第２搬送手
段を構成するクランプ部材９が両クランプアーム
９ａ，９ａを開放した状態で待機しており、移送
部材７の上昇が停止するとアクチユエータ９ｄに
より両クランプアーム９ａ，９ａを閉鎖し、試料
Ｓの両側周縁を挟持する。移送部材７は下降して
旧位置に戻り、ゲートバルブ１１、シヤツタ１２
が閉鎖され、またクランプ部材９は後退して載置
台８に接近して、これに試料Ｓを静電吸着せしめ
て、クランプアーム９を開放し、同様にして旧位
置に戻つて待機する。

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

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

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

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

なお、上述の実施例は、本発明のエツチング装
置における試料の搬送に適用した構成につき説明
したが、何らこれに限るものではなく、例えばプ
ラズマCVD（Chemical Vapor Deposition）装
置、スパツタリング装置等にも適用し得ることは
言うまでもない。

〔効果〕

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

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の縦断面図、第２図はカセ
ツトの部分破砕斜視図、第３図は第１図の−
線による部分正面図、第４図は第１図の−線
による部分正面図、第５図は従来装置の横断面図
である。 １……プラズマ生成室、２……導波管、３……
エツチング室、３ａ……連通路、４……励磁コイ
ル、５……ロードロツク室、５ａ……小室、５ｂ
……大室、６……カセツト、７……移送部材、８
……載置台、９……クランプ部材、１１……ゲー
トバルブ、１２……シヤツタ、Ｓ……試料。

Claims (1)

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