JP3350107B2 - 枚葉式真空処理装置 - Google Patents

枚葉式真空処理装置

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JP3350107B2 JP24763392A JP24763392A JP3350107B2 JP 3350107 B2 JP3350107 B2 JP 3350107B2 JP 24763392 A JP24763392 A JP 24763392A JP 24763392 A JP24763392 A JP 24763392A JP 3350107 B2 JP3350107 B2 JP 3350107B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置や電子部品等
の製造装置に係り、特に真空中で基板に対してエッチン
グやCVD等の処理をする装置の大気中から装置内へ基
板を搬入するロ−ドロック機構に関する。
【0002】
【従来の技術】例えば、従来の枚葉式真空処理装置とし
ては、特許公報昭63−45467に示された装置があ
る。また基板の処理面を反転させてロ−ドロック機構か
ら搬送した特開昭59−94435の装置や、リング状
ガスケットを用いて円板を上下させてプラズマ反応室や
基板出入室を形成した特許公報63−24412の例が
ある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このように、上昇して
小部屋を形成し、その小部屋を介して大気と真空間で基
板を搬出入するロ−ドロック機構において、通常基板を
持ち上げて保持するリフトとかプッシャと呼ばれるもの
を設けている。これは大気中に設けた基板のハンドリン
グ機構との受け渡しや真空中のハンドリング機構との受
け渡しの為に必要であった。ところで、本来ロ−ドロッ
ク機構に必要なのはこの小部屋に対して短時間のうちに
真空排気して短時間のうちに大気圧に戻すかが重要であ
る。基板に処理を施すのに要する時間よりも短時間のう
ちにこの小部屋の真空排気、ハンドリング、大気開放、
ハンドリングの一連のロ−ドロックのための動作が終了
しなければ装置全体の生産能力を低下させてしまう。ま
た大気からの真空排気の際に小部屋の表面に付着した水
分等の不純ガスを装置内に持ち込まぬためにも小部屋内
の表面積を極力小さくすると共に、体積や真空室と連通
させるときの到達圧力を小さくすることは、言うまでも
ない。このために、従来例で示した枚葉式のロ−ドロッ
ク機構を用いた場合は異物の巻き上げを起こさない範囲
でできるだけ素早く真空排気や大気開放を行う必要があ
る。この際に前出のプッシャ(リフト)を有するため、
真空排気のときに基板が動いたり、大気開放のときに基
板が搭載面に吸着されたりする問題があった。
【0004】
【課題を解決するための手段】これは基板の下面に収納
されたプッシャ部の気体をスム−スに排気できないため
や、基板と搭載面の密着性が良すぎることによりリ−ク
した気体がプッシャ部の空間に入り込めないために起こ
ることである。もちろん一部の装置では基板の搭載面に
溝を設けて、気体の流入が少しでもスム−スにいくよう
に工夫した例があるが、前出の表面積を小さくする見地
からは好ましくないと共にプッシャのシ−ル部材で発生
した塵埃を小部屋内に持ち込むことになり必ずしも良い
解決策とはならない。
【0005】このため本発明では基板搭載面の形状を工
夫してプッシャそのものを廃止した。真空内での基板の
受け渡しにおいては、例えばロ−ドロック部にある基板
を装置の真空中に設けたハンドリグのためのア−ム上に
移し替える場合には、小部屋を形成していた基板搭載面
(ステ−ジ)を下降させる際に中間位置で一旦停止させ
る。次にア−ムを基板搭載面と干渉しないように基板の
下部に挿入してから、改めて基板搭載面を最下段の位置
まで下降させる。また逆の方向に基板を搬送する場合に
はこれとまったく逆に操作すれば、基板を基板搭載面上
に受け取ることが出来る。基板を受け取ったのち、基板
搭載面を最上段まで上昇させて小部屋を形成し、この小
部屋に対してN2ガス等を導入して大気圧に戻す。次に
小部屋の側面に設けたゲ−トバルブを開けて、大気中に
設けたロ−ダによって基板を大気中に取り出す。この際
はロ−ダ自身に基板下に挿入して上昇する機能を持たす
ことにより、プッシャを設ける必要を無くした。逆にロ
−ダ側から基板を小部屋内に搬入する場合は、ロ−ダが
基板搭載面上に侵入した後下降して基板を置いて来るよ
うにすれば良い。また本方式によった場合でも枚葉式真
空処理装置に対して、ロ−ドロック部を搬入だけを担当
するものと搬出だけを担当するものとを別個に2つもう
けたり、1つのロ−ドロック部で搬入も搬出も行えるよ
うにしても何ら差し支えない。
【0006】
【作用】上記に説明した方法によれば、基板下面にア−
ムやロ−ダを挿入するための気体が十分に出入り可能な
空間を有することにより、真空排気中に基板がずれた
り、大気開放後に基板が搭載面に吸着したりすることが
ない。またプッシャを基板下面、言い替えれば大気真空
を繰り返すロ−ドロックのために形成した小部屋の中に
設ける必要が無く、摺動部そのものを無くすことができ
るので塵埃の発生の無い,基板のロ−ドロックに好適な
小部屋を形成できる。
【0007】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図1を用いて説明
する。図1は枚葉式真空処理装置のロ−ドロック部の断
面を示した略図である。1はロ−ドロックチャンバ、2
はステ−ジであり、3のシリンダの軸である3´により
上下方向に駆動できる。また、シリンダ3はシリンダ4
と筐体どうしを繋がれており、シリンダ4の駆動軸4´
を保持して位置を固定している。いわゆる、ダブルロッ
ドシリンダを利用した構成とした。5は真空中の基板を
搬送するためのア−ムであり、基板搭載部を旋回する部
材の先端の下部に釣上げて持つ形状とした。ア−ム5の
旋回の駆動装置が6である。7は搬送チャンバであり、
13は搬送チャンバ7のフタである。9は大気中との基
板の出し入れをする場合に矩形の開口部を開放できるよ
うな構造を有するゲ−トバルブであり、内部の詳細な構
造は省略した。10が搬送される基板であり、処理面を
上にして水平に搬送される。11はロ−ドロックチャン
バ1のメンテナンス用のフタであり、12のノゾキマド
を組み込んだ構造とした。19はステ−ジ2を組み込む
ためのフタであり、駆動軸4´を支持する20のブラケ
ットを取付けた。21、22はそれぞれ直動のためのシ
−ル機構と回転シ−ル機構であり、本実施例ではOリン
グを二重に設けた。また図1のなかで黒点で示したもの
はシ−ル材であり、特に説明のための番号を付していな
い。
【0008】ロ−ドロックチャンバ1と搬送チャンバ7
とを一体とし、同一部材で形成してもよい。またア−ム
5は本実施例の形状に限らず、ステ−ジ2と干渉するこ
と無く基板10の受け渡しができれば、単なる平板構造
としてもよい。ステ−ジ2の駆動に本実施例ではダブル
ロッドシリンダをもちいたが、電動を利用した駆動機構
としてもよい。ア−ム5は本実施例では旋回駆動して搬
送する方式としたが、複数の節を持つロボットア−ムと
してもよい。さらに、シ−ル機構にベロ−ズや運動導入
機を用いた構造としても本発明に何ら変わることはな
い。
【0009】他の方式としてこの旋回するア−ム自体に
上下する機構を追加してステ−ジとの基板の受け渡しを
可能とすることもできるが、ア−ムは他の位置に設けた
プロセスチャンバへの搬入搬出も担当しており、通常こ
れらプロセスチャンバにおいてはプロセス処理の安定化
のために基板搭載面の形状を最適化することをするた
め、ア−ム5を上下させて基板を受けわたすのに都合の
よい基板搭載面の形状とすることはできない。このため
プロセスチャンバでの基板の受け渡しでは、プロセス処
理への影響を軽微とするため細いピン状の複数のプシャ
を用いて基板の持ち上げをして搬送するのが普通であ
り、ア−ムに対しては上下する機構は不要である。さら
には水平方向と上下方向にア−ムを駆動すると機構が複
雑となり信頼性の点でも不利である。このため本実施例
では、ロ−ドロックチャンバ2での基板受け渡しのため
の上下方向のうごきはステ−ジ2に担当させた。
【0010】つぎに図1〜図3を用いて、真空中のアー
ム5に搭載された基板10を大気中に取り出すときの動
作を説明する。まず図1のようにアーム旋回駆動装置6
を動作させて、ステージ2の上にアーム5を挿入する。
この際シリンダ3および4に対してそれぞれの駆動軸、
3′および4′は引き込んだ状態であり、ステージ2は
最下段となっている。つぎに、図2に示すようにシリン
ダ4を駆動させて駆動軸4′を下方に突き出すことによ
り、言い換えると、駆動軸4′はブラケット20に固定
され、また、シリンダ3およびシリンダ4は筐体どうし
を繋がれているため、結果的にシリンダ3およびシリン
ダ4を全体的に上昇させることにより、ステージ2を上
昇させて上部の基板搭載部に基板10を受け取る。この
状態から図3に示すようにアーム5を退避させて、シリ
ンダ3の駆動軸3′を上方に突き出すことにより、基板
搭載面以外の外周部でシールする位置までステージ2を
上昇させて小部屋8を形成する。小部屋8には真空から
大気圧にもどすためのリーク機構(図示せず)や大気圧
から真空排気するための排気手段(図示せず)が設けら
れていることは言うまでもない。図3の状態でこのリー
ク機構を動作させて小部屋8の内部を大気圧に戻す。そ
ののちゲートバルブ9を開放し、大気中に設けたローダ
14で外に取り出す。ローダ14は水平方向と上下方向
の両方に駆動できるようにしたため、基板10の下方へ
侵入させ真空チャックを駆動させながら上昇させて基板
10を握かみ水平方向移動して取りだすことができる。
【0011】大気中から真空中へ基板を搬入する場合に
は、ロ−ダ14をまたっく逆に動作させて、基板をステ
−ジ2の基板搭載部に乗せたのちゲ−トバルブ9を閉
じ、小部屋8を形成し、前出の排気手段を用いて真空排
気する。ある決めた圧力(例えば真空から100Pa)
まで排気したのちステ−ジ2を中間位置まで下降させて
ア−ム5を挿入し、ステ−ジ2を最下段まで下降させ
て、基板をア−ム5に搭載させることが可能である。
【0012】つぎに図4〜図6を用いて第2の実施例を
説明する。図4において、図1と同一番号を記入したも
のについては説明を省略する。3゛はシリンダ3の駆動
軸であるが内部を中空としステージ2´の表面まで連続
させて貫通させるとともに、下部に16のバルブと連結
させた。17はフレキシブルチューブであり、小部屋8
の排気配管として駆動軸3゛を設けた。この構造を採用
することにより、前出の小部屋8の排気手段の排気口を
基板10に対して同軸上直下に配設することが可能とな
り、従来の側壁に排気口を設けた場合に比べて小部屋8
内の排気による気流の流れがスムースになり、排気によ
る基板の位置ずれの頻度を低減することができた。また
小部屋8の内部を搬送チャンバ7側から見た図が図5で
あり、基板10の上方から見た図が図6である。ステー
ジ2´の基板搭載部を15の基板周囲抑えで形成し、文
字どおり基板10の周辺を下部で支える構造とした。本
実施例では、ステージ2´の基板搭載部を基板周囲抑え
15のように突出させて設けたがステージ2´の母材そ
のものを切削してローダ14の侵入するスペースや基板
10を乗せた場合の周辺抑え部を形成してもよい。むし
ろ表面積を低減する見地からはそうした方が好ましい。
【0013】
【発明の効果】本実施例によれば、小部屋8を形成し真
空排気や大気圧リークする際に基板10の直下にプッシ
ャのような摺動するものが無く、そのための塵埃の発生
が無く基板の処理にたいして有利となるとともに、真空
排気やリーク処理が素早く出来るため生産能力を低下さ
ないメリットがある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の枚葉式真空処理装置の要部
の縦断面図である。
【図2】図1において、基板をステージが受取った状態
の縦断面図である。
【図3】図1において、アームを退避させた後、ステー
ジが上昇して小部屋を形成した状態の縦断面図である。
【図4】本発明の他の実施例の枚葉式真空処理装置の要
部の縦断面図である。
【図5】図4のステージの側面図である。
【図6】図4のステージの平面図である。
【符号の説明】
1…ロ−ドロックチャンバ、2…ステ−ジ、3…シリン
ダ、4…シリンダ、5…ア−ム、6…ア−ム旋回駆動装
置、7…搬送チャンバ、8…小部屋、9…ゲ−トバル
ブ、10…基板、11…フタ、12…ノゾキマド、13
…フタ14…ロ−ダ、15…基板周囲抑え、16…バル
ブ、17…フレキシブルチュ−ブ、18…継手、19…
フタ、20…ブラケット、21…シ−ル機構、22…回
転シ−ル機構。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 七田 弘之 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 牧野 昭孝 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 田村 直行 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 平4−91885(JP,A) 特開 平2−196441(JP,A) 特開 平4−157751(JP,A) 特開 平4−69917(JP,A) 実開 平1−84428(JP,U)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】搬送チャンバ上に設けられたロードロック
    チャンバと、 前記搬送チャンバと前記ロードロックチャンバとの間で
    基板を上下方向に搬送するステージと、上昇させた前記ステージと前記ロードロックチャンバと
    ゲートバルブによって囲まれた小部屋に、真空から大気
    圧にもどすためのリーク機構と大気圧から真空排気する
    ための排気手段とを設け てなるロードロック機構と、前記搬送チャンバ内に設けられ真空中の基板を搬送する
    ための搬送手段と、 前記ステージが最上段の位置で前記小部屋を形成し前記
    ロードロックチャンバ内で前記ステージ上に前記基板が
    載置され前記小部屋が減圧された後に前記ステージを下
    降させ、最上段と最下段の間の位置に前記ステージを一
    旦停止させ、前記真空中の基板を搬送するための搬送手
    段が前記基板の下部に移動した後に引き続き前記ステー
    ジを下降させ、前記ステージが前記基板を前記真空中の
    基板を搬送するための搬送手段へ渡す前記ステージの駆
    動手段とを有したことを特徴とする真空処理装置。
  2. 【請求項2】搬送チャンバ上に設けられたロードロック
    チャンバと、 前記搬送チャンバと前記ロードロックチャンバとの間で
    基板を上下方向に搬送するステージと、上昇させた前記ステージと前記ロードロックチャンバと
    ゲートバルブによって囲まれた小部屋に、真空から大気
    圧にもどすためのリーク機構と大気圧から真空排気する
    ための排気手段とを設け てなるロードロック機構と、前記搬送チャンバ内に設けられ真空中の基板を搬送する
    ための搬送手段と、 前記真空中の基板を搬送するための搬送手段が前記基板
    を載置した状態で、前記ステージの基板搭載部上部に移
    動した後に前記ステージを上昇させ、前記真空中の基板
    を搬送するための搬送手段上の前記基板を押し上げ受け
    取った後であって最上段と最下段の間の位置に前記ステ
    ージを一旦停止させ、前記真空中の基板を搬送するため
    搬送手段が退避した後に引き続き前記ステージを上昇
    させ、前記ステージが最上段の位置で前記小部屋を形成
    する前記ステージの駆動手段とを有したことを特徴とす
    る真空処理装置。
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