JPH08181185A - 連続真空処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 真空処理装置に設けた基板出入室の蓋を兼
ね、真空吸着部材を使用して基板を基板出入室に搬送す
る基板交換装置を用いて真空処理を行う連続真空処理装
置の基板交換装置の真空もれの影響が、真空処理装置に
およばないようする。 【構成】 真空処理装置本体１０の基板出入室１２を交
換アーム５１が密封する状態で、吸着部材５５ａ、５５
ｂの近傍にバルブ７０、７１を介して真空配管５７、５
８が接続され、真空ポンプ５６側に設けたバルブ５９〜
６２の開閉と同期してバルブ７０、７１が開閉するよう
にして、配管５７、５８の途中で生じる真空もれの影響
が基板出入室１２を介して真空処理装置１０に及ばない
ようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は外部から被処理基板を真
空室内に順次導入し、蒸着、スパッタリング、ＣＶＤ、
エッチングなどの基板処理を連続して行う連続真空処理
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ウエハ、コンパクトディスク等の
基板に薄膜を形成したり、エッチング処理を行ったりす
るのに真空装置を用いてドライプロセスにより行うこと
がなされている。このような処理を行う真空装置の中に
は、１枚あるいは比較的小数の基板ごとに順次小さな基
板処理室に搬送して処理を行い、処理済み基板を取り出
すとともに次の被処理基板を導入して連続的に処理を行
う方式のものがある。

【０００３】図２は、従来からある連続真空処理装置の
断面図を示すものである。この装置は、主に、真空処理
装置本体１０と、基板交換装置５０とから構成される。

【０００４】真空処理装置本体１０は、大きな円筒型の
真空チャンバ１１と、この真空チャンバ１１に接続して
設けられる真空チャンバよりも小型の基板出入室１２、
同じく真空チャンバに接続して設けられる真空処理室１
３（真空処理室は複数あってもよい）が真空チャンバ１
１の上壁に設けられ、図示しない高真空排気系により真
空排気されるようになっている。なお、基板処理がスパ
ッタリングなど高真空が必要とされる処理のときには真
空処理室１３ごとに別に図示しない高真空排気系を設け
ている場合もある。

【０００５】真空チャンバ１１の内部には回転軸により
軸支されるターンテーブル１４が設けられ、回転モータ
１５により回転駆動される。ターンテーブル１４のテー
ブル部分には少なくとも２つのテーブル凹部１６が設け
られている。

【０００６】テーブル凹部１６は、各テーブル凹部１６
の中心がターンテーブル１４の回転中心に対して同心円
上にくるようにしてあり、各凹部には、凹部内に納まる
大きさの基板ホルダ１７が載置されている。また、テー
ブル凹部１６の凹部中心部分にはターンテーブル１４の
テーブル部分を貫通するテーブル孔部１８が設けられて
いる。

【０００７】基板ホルダ１７は、その外寸、厚さともに
凹部の内寸、深さよりやや小さめの寸法にしてあり、通
常はターンテーブル１４の凹部にはまり込んだ状態にな
っている。基板ホルダ１７の上面は滑らかに仕上げられ
ており、後述する昇降ロッドの上昇により基板ホルダ１
７が上昇して真空チャンバ１１の上壁に当接した際にガ
スケットにより基板ホルダ１７が基板出入室１２の下面
側を密封するようにしてある。基板ホルダ１７の上面中
央部分には基板が載置されるための凹部が設けられてお
り、この凹部に被処理基板が載置できるようになってい
る。すなわち、基板ホルダ１７が上昇して真空チャンバ
１１上壁に当接した状態で、基板ホルダ１７が基板出入
室１２の底部を形成することとなり、後述する基板交換
装置５０によって搬送され、基板出入室１２内に搬入さ
れた被処理基板が基板ホルダ１７上に載置できるように
なっている。

【０００８】真空チャンバ１１の底部の壁面にはターン
テーブル１４に設けたターンテーブル孔部１８と対向す
る位置、すなわち、ターンテーブル１４の回転中心に対
してターンテーブル孔部１８が設けられたのと同じ同心
円上に貫通孔１９ａが設けられ、昇降ロッド２０ａがガ
スケット等により真空を保持した状態で嵌挿されてい
る。この昇降ロッド２０ａは外部のシリンダ２１ａによ
り昇降され、ターンテーブル１４のテーブル孔部１８の
ひとつが図示しないターンテーブル回転制御機構（ター
ンテーブル回転位置検出機構も含む）により対向位置に
停止すると、昇降ロッドがテーブル孔部１８を通過する
ように上昇するようになっている。そして、テーブル凹
部１６に載置されている基板ホルダ１７が昇降ロッド２
０により上昇され、基板ホルダ１７が真空チャンバ１１
の上壁の内壁面に当接される。

【０００９】同様に、真空チャンバ１１の他の部分にあ
る真空処理室１３に対向する位置において、貫通孔１９
ｂ、昇降ロッド２０ｂ、シリンダ２１ｂが設けられてお
り、ターンテーブル１４が回転制御されて被処理基板Ｓ
を載置した基板ホルダ１７が真空処理室１３に対向する
位置に停止したときに、シリンダ２１ｂの駆動により昇
降ロッド２０ｂが上昇し、基板ホルダ１７を真空チャン
バ上壁に当接することにより、基板を真空処理室１３に
含んだ状態で真空処理室が密閉されるようにしてある。

【００１０】ターンテーブル１４上の基板ホルダの数は
２つ以上であればよいが、各基板ホルダ１７間は等角ご
とに配置して、ひとつの基板ホルダ１７が基板出入室１
２に対向しているときは他の基板ホルダ１７のひとつが
基板処理室１３に対向するようにしてある。

【００１１】次に、基板交換装置５０について説明す
る。基板交換装置５０は主に、上部の交換アーム５１、
交換アーム５１を軸支する交換アーム軸５２、交換アー
ム軸を回転する回転機構を駆動するモータ５３、交換ア
ーム軸を昇降するシリンダ５４、交換アーム５１に設け
られた真空吸着部材５５ａ、５５ｂ、真空吸着部材５５
ａ、５５ｂの真空排気を行う真空ポンプ５６とから構成
される。

【００１２】交換アーム５１は昇降と回転とが可能な交
換アーム軸５２により支持され、この交換アーム軸５２
に対して対称な位置に前述した２つの吸着部材５５ａ、
５５ｂが取り付けられている。そして、一方の吸着部材
が図中の位置Ａにきたときに他方の吸着部材が位置Ｂに
くるようにしてある。吸着部材５５ａ、５５ｂは交換ア
ーム５１の滑らかに仕上げられた下面５１ａ、５１ｂか
ら突出するように取り付けてある。位置Ｂはちょうど吸
着部材５５ａ、５５ｂが基板出入室１３に出し入れされ
る位置であり、また、位置Ａは図示しない外部のロボッ
ト機構により基板が供給される位置である。つまり、交
換アーム５１は、一方の吸着部材５５ａが基板出入室１
３に挿入されたときに、同時に、他方の吸着部材５５ｂ
が外部のロボット機構と基板の受け渡しができるように
（５５ａと５５ｂとが逆の場合も同様）設置されてい
る。交換アーム下面５１ａ、５１ｂは吸着部材５５ａ、
５５ｂを基板出入室１２に入れた状態で基板出入室１３
の上側を密封する蓋として兼用される。すなわち、位置
Ｂにおいて交換アーム５１が降下すると交換アーム下面
５１ａまたは５１ｂが真空チャンバ１１の上壁の外壁面
に当接し、上壁に設けられたガスケットによって交換ア
ーム下面５１ａあるいは５１ｂが基板出入室１２の上部
側を密閉する。これと同時に、位置Ａにきた他方の吸着
部材５５ｂあるいは５５ａが、外部ロボット機構により
送られてきた基板との交換を行うようになる。

【００１３】吸着部材５５ａ、５５ｂは、交換アーム５
１および交換アーム軸５２に設けられた配管５７、５
８、バルブ５９、６０を介して真空ポンプ５６に接続さ
れる。なお、交換アーム軸５２内では配管５７、５８は
二重配管としてある。また、配管５７、５８にはベント
用のバルブ６１、６２が設けられている。

【００１４】真空ポンプ５６はバルブ５９、６０を介し
て吸着部材５５の真空排気を行うとともに、バルブ６
３、配管６４を介して基板出入室１２に接続されてお
り、基板出入室１２の排気をも行えるようにされてい
る。配管６４には、ベント用のバルブ６５も接続されて
いる。

【００１５】次に以上のような構成を有する連続真空処
理装置における連続処理の動作を説明する。外部のロボ
ット機構などにより位置Ａの受け渡し位置に用意された
被処理基板Ｓはバルブ６０を開けることにより、吸着部
材５５ａに真空吸着され、シリンダ５４により上昇さ
れ、さらにモータ５３により位置Ｂの上方にくるまで回
転される。位置Ｂの上方にて回転を停止し、シリンダ５
４を下降すると、吸着部材５５ａは被処理基板Ｓととも
に基板出入室１２に入れられ、交換アーム下面５１ａが
真空チャンバ１１の上壁の外壁面に当接することによ
り、交換アーム５１が蓋となって基板出入室１２を密封
する。

【００１６】真空処理装置本体１０側では、予めシリン
ダ２１を上昇させて基板ホルダ１７が真空チャンバ１１
の上壁の内壁面に当接してある。それゆえ、続いてバル
ブ６０を閉、バルブ６３を開にすることにより基板出入
室１２が真空排気され、よって基板Ｓは重力により吸着
部材５１ａから離れて基板ホルダ１７に載せられる。そ
の後、バルブ６３を閉、シリンダ２１ａが下降すること
により被処理基板Ｓは基板ホルダ１７ごと真空チャンバ
１１内のターンテーブル１４のテーブル凹部１６に納ま
り、モータ１５の回転により真空処理室１３に対向する
位置まで回転される。そして、シリンダ２１ｂの上昇に
より真空処理室１３に被処理基板Ｓが対向した状態で基
板ホルダ１７が真空チャンバ上壁と当接し、この状態で
真空処理がなされる。処理後の基板はシリンダ２１ｂの
下降、ターンテーブル１４の回転、シリンダ２１ａの上
昇により再び基板出入室１２に送られる。そして、バル
ブ６５を開くことによって基板出入室１２は大気圧に戻
され、基板Ｓはバルブ５９を開くことによって吸着部材
５５ｂに真空吸着され、交換アーム５１がシリンダ５４
により上昇、モータ５３により回転、シリンダ５４によ
り下降し、位置Ａに運ばれ、バルブ５９を閉、バルブ６
１を開とすることにより吸着部材５５ｂが大気圧に戻さ
れ、処理を終えた被処理基板Ｓを外部ロボットに受け渡
す。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】このような連続真空処
理装置においては、基板交換装置が基板出入室の蓋とし
ての機能を兼ねている。そのため、基板出入室の真空引
きが行われる際に、基板交換装置のうちの基板出入室に
入れられる部分については真空漏れがないことが必要で
ある。

【００１８】ところで、連続真空処理装置では基板交換
装置は回転、昇降運動を頻繁に繰り返すため、微小なも
れが生じやすい。特に、交換アーム軸には吸着部材に接
続される真空配管の真空度を保つためにいくつかのガス
ケット、Ｏリングが使用されているがこれらの部分での
真空もれが生じやすい。もしもこれらの部分に真空漏れ
が生じると基板出入室や真空チャンバの圧力が上昇し、
基板連続処理ができなかったり、大気を含んだ状態での
真空処理となって悪影響をおよぼすという問題が生じ
る。

【００１９】本発明は以上のような問題を解決するもの
であり、基板交換装置を有する連続基板処理装置におい
て、真空もれが生じにくく、また微小な漏れが生じても
真空処理に影響がないようにすることを目的とする。

【００２０】

【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
になされた本発明にかかる連続真空処理装置は、真空吸
着手段により被処理基板を保持し、真空チャンバに接続
される基板出入室内に被処理基板を搬送する基板交換装
置と、基板出入室に搬送された被処理基板を真空チャン
バ内に設けられた搬送手段により真空チャンバを介して
基板処理室に送り込んで真空処理を行う真空処理装置本
体とを有する連続真空処理装置であって、前記基板交換
装置は、真空吸着手段を基板出入室に入れた状態で基板
出入室の蓋を形成する交換アームと、交換アームを支持
する交換アーム軸と、交換アーム軸を回転昇降駆動する
回転昇降駆動手段と、交換アームおよび交換アーム軸に
設けられ、前記真空吸着手段を真空排気するための真空
配管と、真空配管に接続される真空ポンプと、前記真空
配管の真空吸着手段近傍と真空ポンプ近傍との双方に設
けたバルブとを備え、真空配管の真空ポンプ近傍のバル
ブを開閉する際に真空吸着手段側のバルブを同期して動
作させるようにしたことを特徴とする。以下、この連続
真空処理装置がどのように作用するかを説明する。

【００２１】

【作用】本発明の連続真空処理装置では、基板交換装置
に設けられた真空配管については真空吸着手段近傍にバ
ルブが設けてあるので、基板交換装置が回転、昇降する
際の真空シールのために使用するガスケット、Ｏリング
はこのバルブより真空ポンプ側にくることになる。した
がって、真空吸着手段の真空排気を停止するときに真空
ポンプ近傍のバルブとともに真空吸着手段近傍に設けた
バルブも閉じることにより、たとえ真空シール部分に漏
れが生じてもその影響は真空吸着手段を介して真空チャ
ンバ側に及ぶことはない。

【００２２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図を用いて説明す
る。図１は本発明による一実施例を示した連続真空処理
装置の断面図である。特に示さないものは従来例である
図２と同じ符号を付けることによりその説明を省略す
る。

【００２３】図において、交換アーム５１における配管
５７、配管５８の途中にバルブ７０、７１が設けられて
いる。そして、バルブ７０はバルブ６０、バルブ６２と
同期して開閉するようにしてあり、バルブ７１はバルブ
５９、バルブ６１と同期して開閉するようにしてある。

【００２４】次に本構成の連続真空処理装置の動作につ
いて説明する。外部のロボット機構などにより位置Ａに
用意された被処理基板Ｓは、バルブ６０およびこれに連
動するバルブ７０を開けることにより吸着部材５５ａに
真空吸着され、交換アーム５１がシリンダ５４により上
昇され、さらにモータ５３により吸着部材５５ａが位置
Ｂの上方にくるまで回転される。位置Ｂの上方にて回転
を停止し、シリンダ５４を下降すると、吸着部材５５ａ
は被処理基板Ｓとともに基板出入室１２に入れられ、交
換アーム下面５１ａが真空チャンバ１１の上壁の外壁面
に当接することにより、交換アーム５１が蓋となって基
板出入室１２を密封する。

【００２５】真空処理装置本体１０側では、予めシリン
ダ２１を上昇させて基板ホルダ１７が真空チャンバ１１
の上壁の内壁面に当接してある。それゆえ、続いてバル
ブ６０とこれに連動するバルブ７０を閉、バルブ６３を
開にすることにより基板出入室１２が真空排気され、よ
って基板Ｓは重力により吸着部材５１ａから離れて基板
ホルダ１７に載せられる。

【００２６】その後、バルブ６３を閉、シリンダ２１ａ
が下降することにより被処理基板Ｓは基板ホルダ１７ご
と真空チャンバ１１内のターンテーブル１４のテーブル
凹部１６に納まり、モータ１５の回転により真空処理室
１３に対向する位置まで回転される。そして、シリンダ
２１ｂの上昇により真空処理室１３に被処理基板Ｓが対
向した状態で基板ホルダ１７が真空チャンバ上壁と当接
し、この状態で真空処理がなされる。処理後の基板はシ
リンダ２１ｂの下降、ターンテーブル１４の回転、シリ
ンダ２１ａの上昇により再び基板出入室１２に送られ
る。そして、バルブ６５を開くことによって基板出入室
１２は大気圧に戻され、基板Ｓはバルブ５９、バルブ７
１を開くことによって吸着部材５５ｂに真空吸着され、
交換アーム５１がシリンダ５４により上昇、モータ５３
により回転、シリンダ５４により下降し、吸着部材５５
ｂは位置Ａに運ばれ、バルブ５９を閉にし、バルブ６１
を開にすることにより吸着部材５５ｂが大気圧に戻さ
れ、処理を終えた被処理基板Ｓは外部ロボットに受け渡
される。同様の動作は被処理基板が吸着部材５５ｂによ
って搬送される場合に、バルブ７１とバルブ５９、６１
とを連動することにより行われる。

【００２７】このように、バルブ７０はバルブ６０また
はバルブ６２が開くときに連動して開き、バルブ６０、
バルブ６２が共に閉じているときに連動して閉じるよう
に制御させる。またバルブ７１はバルブ５９またはバル
ブ６１が開くときに連動して開き、バルブ５９とバルブ
６１が共に閉じるときに連動して閉じるように制御させ
る。このようにすることにより、シリンダが２１ａが下
降しているとき、すなわち、真空チャンバ１１と基板出
入室１２とが連通しているときに、たとえ、配管５７、
配管５８に真空もれが生じても基板出入室１２、真空チ
ャンバ１１はその影響を受けることがなくなる。

【００２８】本実施例では、真空チャンバに基板出入室
を接続させて基板出入室により基板を出し入れしてい
る。これは、基板出入室をできるだけ小さくして基板の
出し入れ時に排気すべき真空領域を小さくし、真空排気
時間を短縮化することや、真空処理室が高真空に維持さ
れることが要求される場合に、大気にさらされる基板出
入室真空処理室との間に中間室としての真空チャンバ設
けることが真空処理室の高真空維持に有利であるからで
ある。

【００２９】しかしながら、そのような必要がなく、そ
のかわりに装置をできるだけ簡単にしたい場合には、基
板出入室を設けず、交換アームが直接真空チャンバの搬
送手段と受け渡すようにしてもよい。その場合の装置の
構成は以下のようになる。真空吸着手段により被処理基
板を保持し、真空チャンバ内に被処理基板を搬送する基
板交換装置と、真空チャンバ内に搬送された被処理基板
を真空チャンバ内に設けられた搬送手段により基板処理
室に送り込んで真空処理を行う真空処理装置本体とを有
する連続真空処理装置であって、前記基板交換装置は、
真空吸着手段を真空チャンバに入れた状態で真空チャン
バの蓋を形成する交換アームと、交換アームを支持する
交換アーム軸と、交換アーム軸を回転昇降駆動する回転
昇降駆動手段と、交換アームおよび交換アーム軸に設け
られ、前記真空吸着手段を真空排気するための真空配管
と、真空配管に接続される真空ポンプと、前記真空配管
の真空吸着手段近傍と真空ポンプ近傍との双方に設けた
バルブとを備え、真空配管の真空ポンプ近傍のバルブを
開閉する際に真空吸着手段側のバルブを同期して動作さ
せるようにしたことを特徴とする連続真空処理装置。

【００３０】

【発明の効果】以上、説明したように本発明にかかる連
続真空処理装置では、真空吸着手段近傍にバルブを設け
たので、たとえ基板交換装置における真空配管のガスケ
ット、Ｏリング部分に真空もれがあっても真空処理装置
への影響はない。またＯリングなどの交換は基板が充分
に真空吸着できなくなった時に行うだけでよくＯリング
などの交換頻度が大幅に少なくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である連続真空処理装置の断
面図。

【図２】従来からの連続真空処理装置の断面図。

【符号の説明】

１０：真空処理装置本体 １１：真空チャンバ １２：基板出入室 １３：真空処理室 １４：ターンテーブル １５：モータ １７：基板ホルダ ２０ａ、２０ｂ：昇降ロッド ２１ａ、２１ｂ：シリンダ ５０：基板交換装置 ５１：交換アーム ５２：交換アーム軸 ５３：モータ ５４：シリンダ ５５ａ、５５ｂ：吸着部材 ５６：真空ポンプ ５７、５８：配管 ５９〜６３、６５、７０、７１：バルブ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/203 21/205 21/3065

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】真空吸着手段により被処理基板を保持し、
   真空チャンバに接続される基板出入室内に被処理基板を
   搬送する基板交換装置と、基板出入室に搬送された被処
   理基板を真空チャンバ内に設けられた搬送手段により真
   空チャンバを介して基板処理室に送り込んで真空処理を
   行う真空処理装置本体とを有する連続真空処理装置であ
   って、前記基板交換装置は、真空吸着手段を基板出入室
   に入れた状態で基板出入室の蓋を形成する交換アーム
   と、交換アームを支持する交換アーム軸と、交換アーム
   軸を回転昇降駆動する回転昇降駆動手段と、交換アーム
   および交換アーム軸に設けられ、前記真空吸着手段を真
   空排気するための真空配管と、真空配管に接続される真
   空ポンプと、前記真空配管の真空吸着手段近傍と真空ポ
   ンプ近傍との双方に設けたバルブとを備え、真空配管の
   真空ポンプ近傍のバルブを開閉する際に真空吸着手段側
   のバルブを同期して動作させるようにしたことを特徴と
   する連続真空処理装置。