JPH0615720B2 - 真空処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、真空処理装置に係り、特にドライエッチング
装置，プラズマＣＶＤ装置等の半導体製造工程における
真空処理装置に関するものである。

〔発明の背景〕

最近の半導体製造プロセス技術の進歩は著しく、ドライ
エッチング装置においても１μｍパターンを処理する機
種が現われ、注目を浴びている。このような微細化が進
むにつれ、試料は大口径化し、それに伴って半導体製造
装置の占有床面積あたりのスループット（時間あたりの
試料処理枚数）を向上させることおよび製造プロセス技
術の多様化に応えることが大きな課題となっている。こ
のような要求解決するためには装置を小形化するととも
に、覆数の処理室を用いて多目的処理を行うことが必要
で、しかも、プロセス変更やライン変更に対応して処理
室数を自由に変えてシステムが構成あるいは編成できる
真空処理モジュールが要求されるようになってきた。こ
れに対して、従来の、例えば、特開昭５７−１２８９２
８号公報に開示されているような処理室と大気中での試
料搬送ラインを結合したモジュールを増設できるタイプ
では清浄度の悪い大気中を経て試料が次の処理室に搬送
されるので、処理途中で次の処理室に処理を引き継ぐよ
うなプロセス工程への適用にはむかない。また、実開昭
５７−３９４３０号公報に開示されているようないくつ
かの処理室と一つのバッファ室との間を試料が搬送され
て連続的に処理されるようなタイプでは処理室数が固定
され、プロセス変更やライン変更に対応して処理室数を
変更したりする自由度がなく、使用しずらいという問題
点を有している。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、プロセス変更やライン変更に対応して
処理室数を自由に変えてシステム構成あるいは編成がで
きる真空処理装置を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明は、真空排気可能なバッファ室と、該室に設けら
れた処理室と、前記バッファ室に真空間開閉手段を介し
て具設された真空子備室と、該室と前記バッファ室との
間で前記真空間開閉手段を介して試料を搬送する第１の
試料搬送手段と、該手段と前記処理室との間で前記バッ
ファ室内を通り試料を搬送する第２の試料搬送手段とを
具備した真空処理ユニットを１ユニットとして前記バッ
ファ室間若しくは前記真空予備室間を連通可能に少なく
とも２ユニット連設すると共に、前記バッファ室間若し
くは前記真空予備室間で試料を搬送する第３の試料搬送
手段を設けたことを特徴とするもので、真空処理装置を
プロセス変更やライン変更に対応して処理室数を自由に
変えてシステム構成あるいは編成ができる装置としよう
としたものである。

〔発明の実施例〕

本発明の一実施例を第１図，第２図により説明する。

第１図では、真空処理ユニット10は、真空排気系（図示
省略）が連結されたバッファ室20と、バッファ室20に設
けられた処理室30と、バッファ室20に真空間開閉手段、
例えば、ゲート弁40，41を介して具設された真空予備室
50，51と、真空予備室50，51とバッファ室20との間でゲ
ート弁40，41を令して試料60を搬送する第１の試料搬送
手段、例えば、搬送ベルト70，71と、搬送ベルト70，71
と処理室30との間でバッファ室20内を通り試料60を搬送
する第２の試料搬送手段、例えば、回転アーム搬送装置
80とを具備している。

第１図で、処理室30内には、この場合、対向電極（図示
省略）が略水平に内設されている。対向電極は接地され
ている。対向電極の下方位置には試料電極31が対向して
設けられている。試料電極31には、バッファ20外にある
電源、例えば、高周波電源（図示省略）が接続されてい
る。試料電極31は、この場合、昇降動可能に設けられて
おり、上昇することで処理室30内をバッファ室20内と気
密に遮断する機能を有している。処理室30には、気密封
止された処理室30内を真空排気する真空排気系（図示省
略）と気密封止された処理室30内に処理ガスを供給する
ガス供給系（図示省略）とが連結されている。試料電極
31は、この場合、冷媒、例えば、冷却水にて冷却され、
これにより、処理中の試料60を冷却する機能を有してい
る。試料電極31の中央部には、テーブル32が試料電極31
の試料設置面以上の高さレベルと試料設置面以下若しく
は同等高さレベルとの間で昇降可能に設けられている。
テーブル32の大きさは、試料60の大きさよりも小さくな
っている。

第１図で、ゲート弁40，41は、バッファ室20の処理室30
と対応する側壁に設けられている。真空予備室50，51
は、この場合、分離独立させられている。つまり、真空
予備室50は、ゲート弁40を介してバッファ室20に具設さ
れ、真空予備室51は、ゲート弁41を介してバッファ室20
に具設されている。真空予備室50，51は、この場合、水
平方向に併設されている。真空予備室50，51には、真空
排気系（図示省略）が連結されると共に、真空予備室5
0，51内を大気圧に戻すリークガス供給系（図示省略）
が連結されている。真空予備室50，51内の容積は、カセ
ット90，91を収容可能で該カセット90，91が間欠的に昇
降動可能な大きさとなっている。真空予備室50，51に
は、カセット搬入出用の扉（図示省略）が設けられてい
る。

第１図で、搬送ベルト70，71は、ベルト面を略水平とし
て併設されている。搬送ベルト70の一端は、真空予備室
50内でカセット90との間で試料60を受け渡し可能な位置
にあり、搬送ベルト71の一端は、真空予備室51内でカセ
ット91との間で試料60を受け渡し可能な位置にある。搬
送ベルト70，71の他端つまりバッファ室20内端には、テ
ーブル72，73が、搬送ベルト70，71のベルト面以上の高
さレベルとそれ以下の高さレベルとの間で昇降動可能に
設けられている。テーブル72，73の大きさは、縮料60の
大きさよりも小さくなっている。テーブル72，73とテー
ブル32とは、この場合、同一円周上に配設されている。

第１図で、回転アーム搬送装置80は、駆動装置（図示省
略）と回転軸81とアーム82，83と保持具84，85とで構成
されている。回転軸81は、テーブル32，72，73の配設中
心を軸心としてバッファ室20に回転自在に設けられてい
る。この場合、回転軸81は、その下部をバッファ室20外
に突出してバッファ室20の底壁に気密を保持し回転自在
に設けられている。駆動装置は、バッファ室20外に設置
され、回転軸81の下端は、駆動装置に連接されている。
アーム82，83は、同一面内で回転作動可能に回転軸81の
上部に片持ち支持されている。保持具84，85は、この場
合、試料60を裏面よりすくい保持するもので、アーム8
2，83の回転端に設けられている。アーム82，83の回転
軸81への取付け間隔は、この場合、テーブル32，72，73
の内のいずれか二つのテーブルに保持具84，85が対応す
るような間隔となっている。

第２図で、真空処理ユニット10が２ユニット用いられ、
この場合、バッファ室20間を連通可能にゲート弁，仕切
具等の真空間開閉手段100を介して連設されている。真
空間開閉手段100は、バッファ室20の、この場合、真空
予備室50，51が具設された側壁と略直角をなす側壁に設
けられている。バッファ室20間で真空間開閉手段100を
介して試料60を搬送する第３の試料搬送手段が設けられ
ている。第３の試料搬送手段は、例えば、搬送ベルト11
0である。搬送ベルト110の、第２図では、左側のバッフ
ァ室20内にある端には、テーブル111が搬送ベルト110の
ベルト面以上の高さレベルとそれ以下の高さレベルとの
間で昇降可能に設けられている。テーブル111は、テー
ブル32，72，73と同一円周上でテーブル32とテーブル73
との間に配設されている。搬送ベルト110の、第２図で
は、右側のバッファ室20内にある端には、テーブル112
が搬送ベルト110のベルト面以上の高さレベルとそれ以
下の高さレベルとの間で昇降動可能に設けられている。
テーブル112は、テーブル32，72，73と同一円周上でテ
ーブル72とテーブル73との間に配設されている。なお、
第２図で、その他第１図と同一装置等は同一符号で示し
説明を省略する。

第２図で、例えば、左側の真空処理ユニット10の真空予
備室50内にカセット90が搬入され、右側の真空処理ユニ
ット10の真空予備室51内にカセット91が搬入される。カ
セット90には、試料60が所定枚数収納されており、カセ
ット91は、空である。真空予備室50，51はそれぞれのバ
ッファ室20の圧力と同圧力に真空排気される。その後、
左側の真空処理ユニット10のゲート弁40が開けられ、カ
セット90を１ピッチ下降させることで、搬送ベルト70の
一端には、試料60が渡される。この試料60は、搬送ベル
ト70を作動させることで、ゲート弁40を介して真空予備
室50からバッファ室20内に搬送され、テーブル72に対応
した位置でその搬送を停止される。その後、この試料60
は、テーブル72を上昇させることで、搬送ベルト70から
テーブル72に渡される。その後、この試料60は、回転ア
ーム搬送装置80作動させることで、テーブル72から、例
えば、保持具85に渡され、保持具85ですくい保持された
状態でテーブル32に対応する位置まで搬送される。その
後、この試料60は、テーブル32を上昇させることで、保
持具85からテーブル32に渡される。試料60をテーブル32
に渡した回転アーム搬送装置80の保持具85は、試料電極
31の上昇を阻害しない位置に待機させられる。試料60を
受け取った後、テーブル32を下降させることで、この試
料60は、テーブル32から試料電極31に渡され、これによ
り、試料60は、被処理面上向姿勢にて試料電極31の試料
設置面に設置される。その後、試料電極31を上昇させる
ことで、処理室30内は、バッファ室20と気密に遮断され
る。この状態で、試料60の被処理面は、ガスプラズマに
より、例えば、ドライエッチング一次処理（荒加工）さ
れる。この処理完了後、試料電極31は下降させられ、こ
れにより、処理室30内はバッファ室20と再び連通状態と
なる。その後、テーブル32を上昇させることで、一次処
理済みの試料60は、試料電極31から除去されてテーブル
32に渡される。その後、この一次処理済みの試料60は、
回転アーム搬送装置80の作動によりテーブル32から、例
えば、保持具85に渡されてテーブル111に対応する位置
まで搬送される。その後、この一次処理済みの試料60
は、テーブル111を上昇させることで、保持具85からテ
ーブル111に渡され、テーブル111を下降させることで、
テーブル111から搬送ベルト110に渡される。その後、こ
の一次処理済ゑの試料60は、搬送ベルト110を作動させ
ることで、開放している真空間開閉手段100を介して左
側の真空処理ユニット10のバッファ室20内から右側の真
空処理ユニット10のバッファ室20内へと搬送され、テー
ブル112に対応した位置でその搬送を停止される。この
ように、右側の真空処理ユニット10のバッファ内に搬送
されてきた一次処理済みの試料60は、テーブル112を上
昇させることで、搬送ベルト110からテーブル112に渡さ
れる。その後、この一次処理済みの試料60、回転アーム
搬送装置80を作動させることで、テーブル112から、例
えば、保持具84に渡され、保持具84ですくい保持された
状態でテーブル32に対応する位置まで搬送される。その
後、この一次処理済みの試料60は、テーブル32を上昇さ
せることで、保持具84からテーブル32に渡される。一次
処理済みの試料60を渡した回転アーム搬送装置80の保持
具84は、試料電極31の上昇を阻害しない位置に待機させ
られる。一方、テーブル32を下降させることで、一次処
理済みの試料60は、テーブル32から試料電極31に渡さ
れ、これにより、一次処理済みの試料60は、被処理面上
向姿勢にて試料電極31の試料設置面に設置される。その
後、試料電極31を上昇させることで、処理室30内は、バ
ッファ室20内と気密に遮断される。この状態で、一次処
理済みの試料60の被処理面は、ガスプラズマにより仕上
げ処理される。この処理完了後、試料電極31は下降させ
られ、これにより、処理室30内はバッファ室20内と再び
連通状態となる。その後、テーブル32を上昇させること
で、仕上げ処理済みの試料60は、試料電極31から除去さ
れてテーブル32に渡される。その後、この仕上げ処理済
みの試料60は、回転アーム搬送装置80の作動によりテー
ブル32から、例えば、保持具84に渡されてテーブル73に
対応する位置まで搬送される。その後、テーブル73を上
昇させることで、この仕上げ処理済みの試料60は、保持
具84からテーブル73に渡され、テーブル73を下降させる
ことで、テーブル73から搬送ベルト71に渡される。その
後、ゲート弁41が開放され、搬送ベルト71を作動させる
ことで、この仕上げ処理済みの試料60は、バッファ室20
から真空予備室51へゲート弁41を介して搬送される。真
空予備室51内に搬入された仕上げ処理済みの試料60は、
搬送ベルト71からカセット91に渡され回収される。

本実施例では、次のような効果を得ることができる。

(1) プロセス変更やライン変更に対応して処理室数を
自由に変えてシステム構成あるいは編成ができる。

(2) 試料は、真空排気されているバッファ室を経て次
の処理室に搬送されるため、処理途中で次の処理室へ処
理を引継ぐようなプロセス工程にも問題なく適用でき
る。

(3) 回転アーム搬送装置を１台設けるだけで、各搬送
ベルトと処理室との間の試料搬送を行うことができるた
め、装置構成を簡素化でき装置価格を低減できる。

第３図は、本発明の他の実施例を示すもので、上記一実
施例を示す第２図と異なる点は、真空処理ユニット10が
２ユニット用いられ、この場合、真空予備室51，50間を
連通可能に真空間開閉手段100′を介して連設されると
共に、真空予備室50，51で真空間開閉手段100′を介し
て試料60搬送する第３の試料搬送手段、例えば、搬送ベ
ルト110′が設けられている点である。したがって、こ
の場合、上記の一次処理済みの試料60は、左側の真空処
理ユニット10の真空予備室51から真空間開閉手段100′
を介して右側の真空処理ユニット10の真空予備室50に搬
送される。真空予備室50に搬入された一次処理済みの試
料60は、バッファ室20を通って処理室30に搬入され、こ
こで仕上げ処理された後にバッファ室20を通って真空予
備室51に搬入されカセット91に回収される。なお、第３
図で、第２図と同一装置等は、同一符号で示し説明を省
略する。

本実施例では、上記実施例での効果と同様の効果を得る
ことができる。

なお、上記一実施例でのテープ73とテーブル111，テー
ブル72とテーブル112を一つのテーブルとし、例えば、
搬送ベルト110を昇降動可能に設けるようにしても良
い。

また、第１図に示す真空処理ユニットをそのまま１台の
真空処理装置として使用することもできる。このような
場合、例えば、真空予備室50には、試料60を所定枚数収
納したカセット90が搬入され真空予備室51には、回収用
の空のカセットが搬入されると共に、搬送ベルト70が、
ローディング用の試料搬送手段として使用され、搬送ベ
ルト71がアンローディング用の試料搬送手段として使用
される。

更に、バッファ室と真空予備室との間で試料を搬送する
第１の試料搬送手段およびバッファ室間若しくは真空予
備室間で試料を搬送する第３の搬送手段は、上記実施例
での搬送ベルトの他に保持具を直進若しくは部分回動に
より往復動させるような手段であっても良い。また、保
持具は、試料を機械的に掴み保持するものや電磁力によ
り掴み保持若しくは吸着保持するようなものであっても
良い。

〔発明の効果〕

本発明は、以上説明したように、プロセス変更やライン
変更に対応して処理室数を自由に変えてシステム構成あ
るいは編成ができる真空処理装置を提供できるという効
果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図，第２図は、本発明による真空処理装置の一実施
例を示すもので、第１図は、真空処理ユニットの平面
図、第２図は、第１図の真空処理ユニットを２ユニット
連設した真空処理装置の平面図、第３図は、本発明によ
る真空処理装置の他の実施例を示す平面図である。 20……バッファ室、30……処理室、40，41……ゲート
弁、50，51……真空予備室、70，71，110，110′……搬
送ベルト、80……回転アーム搬送装置、110……真空間
開閉手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤井 敬 山口県下松市大字東豊井794番地 株式会 社日立製作所笠戸工場内 (72)発明者 高橋 強 山口県下松市大字東豊井794番地 株式会 社日立製作所笠戸工場内 (56)参考文献 特開 昭57−149748（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−85527（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−34920（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】真空排気可能なバッファ室と、該室に設け
   られた処理室と、前記バッファ室に真空開閉手段を介し
   て具設された真空子備室と、該室と前記バッファ室との
   間で前記真空開閉手段を介して試料を搬送する第１の試
   料搬送手段と、該手段と前記処理室との間で前記バッフ
   ァ室内を通り試料を搬送する第２の試料搬送手段とを具
   備した真空処理ユニットを１ユニットとして前記バッフ
   ァ室間若しくは前記真空予備室間を連通可能に少なくと
   も２ユニット連設すると共に、前記バッファ室間若しく
   は前記真空予備室間で試料を搬送する第３の試料搬送手
   段を設けたことを特徴とする真空処理装置。