JPH10219455A - プラズマ処理装置 - Google Patents
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Abstract
望されていた。 【解決手段】 基板Wのプラズマ処理を行う処理室10
R、10Lと、これら処理室10R、10Lの間に配置
されたロードロック室11と、処理室10R、ロードロ
ック室11、および処理室10Lが隣接配置されている
隣接方向に往復自在とされ、ロードロック室11と処理
室10Rとの間、および、ロードロック室11と処理室
10Lとの間の双方にわたって基板搬送を行うことがで
きる搬送手段と、を具備し、搬送手段として、互いに上
下方向に離間して配置された上ウィング20Uおよび下
ウィング20Lが設けられている。
Description
スプレイ基板、マルチチップモジュール(MCM)、プ
リント基板等に対して、プラズマ放電を適用することに
より、エッチング、アッシング、デポジション、表面改
質、表面クリーニング等の表面処理を行うためのプラズ
マ処理装置に関するものである。
基板等のエッチング、アッシング、デポジション、表面
改質、表面クリーニング等において、減圧下でプラズマ
を発生させて基板を処理する各種のプラズマ処理装置が
広く用いられている。
プラズマ処理を行う処理室に隣接させてロードロック室
を設け、このロードロック室から基板の搬送が行われて
いる。この場合、処理室・ロードロック室間に基板を搬
送するための開閉口を設けておき、処理時には、この開
閉口をゲートバルブにより気密状態に閉塞し、搬送時に
は、この開閉口から基板の出し入れを行う。
プラズマ処理装置においては、1つの処理室に対して1
つのロードロック室を付設させたものが一般的であっ
た。そのため、単位時間あたりに処理し得る基板枚数、
すなわちスループットが小さいという問題点があった。
したがって、スループットの大きなプラズマ処理装置が
要望されていた。
ので、スループットを増大させ得るプラズマ処理装置を
提供することを目的とする。
理装置は、プラズマ放電により基板の表面処理を行うた
めのプラズマ処理装置であって、内部において前記表面
処理を行う第1および第2処理室と、これら第1および
第2処理室の間に位置するとともに、これら第1および
第2処理室の各々に対して第1および第2連結部を介し
て連結されたロードロック室と、を具備し、前記第1お
よび第2連結部には、前記第1処理室と前記ロードロッ
ク室との間、および、前記第2処理室と前記ロードロッ
ク室との間を連通させる開閉口がそれぞれ形成され、前
記第1処理室、前記ロードロック室、および前記第2処
理室が隣接配置されている隣接方向に前記開閉口を通し
て往復自在とされ、前記ロードロック室と前記第1処理
室との間、および、前記ロードロック室と前記第2処理
室との間の双方にわたって基板搬送を行うことができる
搬送手段を具備し、該搬送手段は、互いに上下方向に離
間して複数のものが設けられている。本発明のある形態
においては、前記第1処理室、前記ロードロック室、お
よび前記第2処理室は、円弧状に隣接配置され、前記複
数の搬送手段は、回動駆動されることにより、前記隣接
方向に往復自在とされている。本発明の他の形態におい
ては、前記第1および第2連結部の各々において、前記
開閉口として、互いに上下方向に離間して上開閉口およ
び下開閉口が設けられ、前記搬送手段として、前記上開
閉口および下開閉口の各々と高さを合わせて、上搬送手
段および下搬送手段が設けられ、これら上搬送手段およ
び下搬送手段の各々は、前記ロードロック室内において
前記隣接方向に往復駆動されることにより前記ロードロ
ック室側から前記第1連結部の前記開閉口および前記第
2連結部の前記開閉口を交互に開閉するゲートバーと、
このゲートバーが前記第1連結部の前記開閉口を閉塞し
たときに前記第1処理室内に位置するよう前記ゲートバ
ーに対して前記第1処理室側に固定された基板保持用第
1ホルダと、前記ゲートバーが前記第2連結部の前記開
閉口を閉塞したときに前記第2処理室内に位置するよう
前記ゲートバーに対して前記第2処理室側に固定された
基板保持用第2ホルダと、を備えて構成されている。こ
の場合、前記第1および第2連結部の各々には、前記ロ
ードロック室側に前記上開閉口と前記下開閉口との間に
おいて、前記上開閉口と前記下開閉口とを交互に開閉す
るよう回動駆動される中間ゲートバルブが設けられ、前
記開閉口の各々は、前記搬送手段の前記ゲートバー、お
よび、前記中間ゲートバルブのいずれかにより閉塞され
ることが好ましい。さらに好ましくは、本発明によるプ
ラズマ処理装置においては、基板供給ステーションから
前記ロードロック室へと基板を搬入するための基板搬入
ロボットを具備し、前記ロードロック室から基板を搬出
するために、前記基板搬入ロボットとは別体として、基
板搬出ロボットを具備している。
の一実施形態について、図面を参照して説明する。
施形態を概略的に示す平面図であって、図において、プ
ラズマ処理装置1は、処理室10R(第1処理室)、処
理室10L(第2処理室)、ロードロック室11、上ウ
ィング20U、下ウィング20L、中間ゲートバルブ3
0、基板搬送ロボット40(基板搬入ロボット)、取出
アーム50(基板搬出ロボット)、等を備えて構成され
ている。
ズマ発生手段、高真空排気手段、等を備えて構成された
チャンバである。処理室10R、10L内においては、
内部に搬入された半導体基板(例えば、シリコンウェ
ハ)、ディスプレイ基板、MCM、プリント基板等に対
して、プラズマ発生手段からのプラズマ放電を適用する
ことにより、エッチング、アッシング、デポジション、
表面改質、表面クリーニング等の表面処理が施される。
0Lとカセットステーション41(基板供給ステーショ
ン)との間に介在して基板Wの搬入・搬出に供されるチ
ャンバである。図示の実施形態においては、ロードロッ
ク室は、処理室10R、10Lの間に位置している。図
示の例においては、とりわけ、処理室10R、ロードロ
ック室11、および、処理室10Lは、この順に、円弧
状に隣接配置されている。
して、図4に示すようなゲート板13R(第1連結部)
を介して連結されている。ゲート板13Rには、処理室
10Rとロードロック室11との間を連通させる上開閉
口14RUおよび下開閉口14RLが、互いに平行にか
つ水平方向に延在して、それぞれ形成されている。図示
しないものの、ロードロック室11は、処理室10Lに
対しても、同様に、互いに平行にかつ水平方向に延在す
る上開閉口および下開閉口が形成されたゲート板を介し
て連結されている。
図2および図3に示すように、互いに上下方向に離間し
て配置されている。
接部材22R、22L、基板ホルダ23R(第1ホル
ダ)、基板ホルダ23L(第2ホルダ)から構成されて
いる。
ータ21bにより回動可能に支持されている。これによ
り、ゲートバー21は、ロードロック室11内におい
て、処理室10R、ロードロック室11、および処理室
10Lが隣接配置されている隣接方向に、鉛直軸回りに
揺動駆動(往復駆動)される。
室10R側に取り付けられており、ゲートバー21が処
理室10R側に回動駆動されたときには、ゲート板13
Rの上開閉口14RU(図4)を、ロードロック室11
側から気密状態に閉塞することができる。気密状態での
閉塞を保証するために、開閉口14RUの周囲には例え
ばOリング等のシール部材15が配置されている。当接
部材22Lは、ゲートバー21の処理室10L側に取り
付けられており、ゲートバー21が処理室10L側に回
動駆動されたときには、同様に、処理室10L側のゲー
ト板(図示せず)の開閉口(図示せず)を気密状態に閉
塞することができるよう構成されている。
理室10R側に回動されて、当接部材22Rが上開閉口
14RUを閉塞したときに、処理室10R内に位置する
ように、当接部材22Rの処理室10R側に固定されて
いる。基板ホルダ23Lは、同様に、ゲートバー21が
処理室10L側に回動され当接部材22Lが処理室10
L側のゲート板の上開閉口(図示せず)を閉塞したとき
に、処理室10L内に位置するように、当接部材22L
の処理室10L側に固定されている。これら基板ホルダ
23R、23Lは、実質的に水平状態を維持するよう固
定されており、上開閉口14RUと高さ位置が合致する
よう構成されている。
に示す例においては、例えば、基板Wとしてのシリコン
ウェハの形状に適合させて円弧状に突出する枝部24を
有している。また、基板ホルダ23R、23Lの各々
は、係止爪25を有している。これにより、枝部24に
より囲まれる中空空間24aが画成されるとともに、係
止爪25上に基板Wを載置保持することができる。ま
た、中空空間24aが設けられることにより、プラズマ
処理時における基板ホルダ23R、23Lの影響を最小
限に抑制することができる。さらに枝部25どうしの先
端部間は、所定距離だけ離間して構成されており、アク
セス用開口24bが画成されている。中空空間24aお
よびアクセス用開口24bにより、ロードロック室11
内における基板Wの搬入搬出が容易に行えるようになっ
ている。
a、モータ21bの構成に基づいて、上ウィング20U
は、ロードロック室11と処理室10Rとの間、およ
び、ロードロック室11と処理室10Lとの間の双方に
わたって、基板Wの搬送を行うことができる。このよう
な上ウィング20U、中軸21a、モータ21bは、上
搬送手段を構成している。
26、当接部材27R、27L、基板ホルダ28R(第
1ホルダ)、基板ホルダ28L(第2ホルダ)から構成
されている。これらゲートバー26、当接部材27R、
27L、基板ホルダ28R、28Lの構成は、それぞ
れ、ゲートバー21、当接部材22R、22L、基板ホ
ルダ23R、23Lの構成と同様であるので、説明を省
略する。
違するのは、上開閉口14RUではなく、下開閉口14
RLと高さ位置が合わせられている点、および、駆動方
法である。下ウィング20Lの駆動は、図3に示すよう
に、外軸26aおよび伝達機構26bを介して、モータ
26cにより行われる。下ウィング20Lが、鉛直軸回
りに隣接方向に揺動自在(往復自在)であることは、上
ウィング20Uの場合と同じである。
互いに独立に回動し得るよう構成されており、これによ
り、上ウィング20Uと下ウィング20Lとを、互いに
干渉させることなく、すなわち互いに独立に、回動させ
ることができる。
a、伝達機構26b、モータ26cの構成に基づいて、
下ウィング20Lは、ロードロック室11と処理室10
Rとの間、および、ロードロック室11と処理室10L
との間の双方にわたって、基板Wの搬送を行うことがで
きる。このような下ウィング20L、外軸26a、伝達
機構26b、モータ26cは、下搬送手段を構成してい
る。
グ20Lが互いに逆向きに駆動される場合を想定する
と、例えば、図2に示すように、上ウィング20Uが処
理室10R側に位置しておりかつおよび下ウィング20
Lが処理室10L側に位置している状態においては、処
理室10R側のゲート板13Rに関して言えば、上開閉
口14RUは、上ウィング20Uの当接部材22Rによ
り閉塞可能であるが、下開閉口14RLについては、下
ウィング20Lの当接部材27Rによっては、閉塞され
ない。この場合に、下開閉口14RLを閉塞する目的
で、中間ゲートバルブ30が設けられている。
に示すように、水平方向に延在する長尺の当接部材であ
って、ゲート板14のロードロック室11側に設けられ
ている。中間ゲートバルブ30は、水平軸31を介し
て、モータ32により回動可能に支持されている。図に
おいては、中間ゲートバルブ30は、Oリング等のシー
ル部材30aを介して下開閉口14RLを気密状態に閉
塞している。中間ゲートバルブ30は、このような下開
閉口14RLを閉塞する位置、上開閉口14RUおよび
下開閉口14RLの中間位置、および、上開閉口14R
Uを閉塞する位置、にわたって選択的に回動駆動され
る。
示すように、基板を予備加熱するためのヒータ11aが
上下に2つ設けられているとともに、基板搬入搬出のた
めのアクセスポート11bが設けられている。このアク
セスポート11bを気密状態に閉塞するために、図6お
よび図7に示すような大気ゲートバルブ11cが設けら
れている。大気ゲートバルブ11cは、駆動機構11d
を介してシリンダ11eに接続されている。シリンダ1
1eにより、大気ゲートバルブ11cを、アクセスポー
ト11bを気密状態に閉塞した状態(図6)とアクセス
ポート11bを開放した状態(図7)との間にわたっ
て、駆動することができる。
ーム型の基板搬送ロボットであって、カセットステーシ
ョン41に配置されたカセット42から、ロードロック
室11内へと、処理すべき基板Wを搬入するのに使用さ
れる。
ードロック室11から、クーリングステージ51へと、
搬出するのに使用される。
1からカセット42へと戻す際には、基板搬送ロボット
40が使用される。
1を使用した場合のプラズマ処理について、図8〜図1
1を参照して説明する。
に、上ウィング20Uが処理室10R側に位置してお
り、下ウィング20Lが処理室10L側に位置している
ものとする。この状態においては、処理室10R、10
Lは、高真空に維持されており、かつ、ロードロック室
11は、大気開放されている。この場合、処理室10R
を高真空に維持するために、図5に示すように、処理室
10R側のゲート板13Rの上開閉口14RUは、上ウ
ィング20Uの当接部材22Rにより閉塞されている。
これとともに、下開閉口14RLは、中間ゲートバルブ
30により閉塞されている。処理室10Lの気密維持に
ついても、同様に構成された中間ゲートバルブ(図示せ
ず)、および、下ウィング20Lの当接部材27Lによ
り、開閉口(図示せず)が閉塞されることによってもた
らされている。
板搬送ロボット40を使用して、ロードロック室11内
へと、No.1基板およびNo.2基板を搬入する。こ
の際、例えば、No.1基板は、基板ホルダ23L上に
保持され、No.2基板は、基板ホルダ28R上に保持
される。基板搬入を完了すると、大気ゲートバルブ11
cによりアクセス用ポート11bを閉塞した後、ロード
ロック室11は、高真空排気手段(図示せず)により排
気される。
度に到達すると、S3 に示すように、上ウィング20U
が処理室10Lに向けて回動駆動され、基板ホルダ23
L上のNo.1基板は、処理室10L内に搬入される。
同時に、下ウィング20Lが処理室10Rに向けて回動
駆動され、基板ホルダ28R上のNo.2基板は、処理
室10R内に搬入される。このような上ウィング20U
および下ウィング20Lの回動時には、中間ゲートバル
ブ30は、各ウィングとの干渉を避けるため、中間位置
に配置されることに注意されたい。そして、処理室10
R、10L内において、それぞれ、No.2基板および
No.1基板に対して、プラズマ処理が施される。この
状態において、各開閉口が当接部材および中間ゲートバ
ルブにより気密状態に閉塞されていることはもちろんで
ある。
マ処理と並行して、ロードロック室11内への基板搬入
が行われる。すなわち、例えばパージ用ポート11f
(図1および図2に図示)から不活性ガスをロードロッ
ク室11内へと導入してロードロック室11を大気開放
可能な状態とし、大気ゲートバルブ11cを開放する。
そして、S4 〜S5 に示すように、基板搬送ロボット4
0を使用して、No.3基板およびNo.4基板を搬入
する。この場合、No.3基板は、基板ホルダ28L上
に保持され、No.4基板は、基板ホルダ23R上に保
持される。基板搬入を完了すると、ロードロック室11
は、真空排気される。
の処理、および、ロードロック室11の真空引きの双方
が達成された後に、S6 に示すように、上ウィング20
Uが処理室10Rに向けて回動駆動され、同時に、下ウ
ィング20Lが処理室10Lに向けて回動駆動される。
これにより、処理済みのNo.1基板およびNo.2基
板は、ロードロック室11へと搬出され、未処理のN
o.3基板およびNo.4基板は、それぞれ、処理室1
0Lおよび処理室10R内へと搬入される。
よびNo.4基板に対してプラズマ処理が施される。こ
れと並行して、処理済みのNo.1基板およびNo.2
基板の取出が行われる。すなわち、ロードロック室11
が大気開放された後、S7 〜S8 に示すように、取出ア
ーム50を利用して、処理済みのNo.1基板およびN
o.2基板が、クーリングステージ51へと搬出され
る。
処理済み基板の取出(S7 〜S8 )と、基板搬送ロボッ
ト40による基板取り込み(S9 )と、を並行して行う
ことを特徴点の1つとしている(この動作を可能として
いるのは、基板搬送ロボット40と、取出アーム50
と、を個別に設けているという構成である)。これによ
り、基板搬送ロボット40は、次に搬入すべき基板(図
示例においては、No.5基板およびNo.6基板)
を、そのアームに保持した状態で、すなわちすぐに搬入
が可能な状態で、待機することができる。その結果、取
出アーム50による処理済み基板(No.1基板および
No.2基板)の取出が終了すると、間髪を入れずに即
座に、次に搬入すべき基板(No.5基板およびNo.
6基板)を、ロードロック室11内へと搬入することが
できる(S10〜S11)。
ット40を利用して、クーリングステージ51からカセ
ット42へと処理済み基板を戻す。
を互いに逆方向に回動駆動する、処理済み基板を取り出
す、等の操作は、上記と同様にして行われる。
スループットでもって行うことができる。
実施形態に限定されるものではなく、以下の実施態様と
することもできる。 a)処理室10R、ロードロック室11、および処理室
10Lを円弧状に隣接配置することに代えて、直線状に
隣接配置すること。この場合、上ウィング20Rおよび
下ウィング20Lは、回動駆動ではなく、直線的に往復
駆動されることになる。 b)基板ホルダの形状、とりわけ枝部の形状を、基板に
合わせた形状に設定すること。 c)クーリングステージ51からカセット42へと基板
Wを戻すに際して、基板搬送ロボット40(基板搬入ロ
ボット)を使用することに代えて、基板戻し専用のロボ
ットを別に設けること。 d)ロードロック室11を処理室10R(第1処理室)
に対して、別部材とされたゲート板13R(第1連結
部)を介して連結する構成に代えて、ゲート板13Rを
処理室10Rに一体化して構成すること、あるいはゲー
ト板13Rをロードロック室11に一体化して構成する
こと、または、ゲート板13R・処理室10R・ロード
ロック室11を一体的に構成すること。この関係は、第
2連結部・第2処理室・ロードロック室の関係について
も同様である。
ば、以下のような効果を奏することができる。本発明に
よるプラズマ処理装置によれば、ロードロック室から第
1処理室と第2処理室との双方へと基板搬送可能な搬送
手段が複数設けられているので、第1処理室および第2
処理室に対して多数の基板を搬送することができ、スル
ープットを増大させることができる。本発明のある形態
においては、第1処理室、ロードロック室、および第2
処理室は、円弧状が隣接配置されており、複数の搬送手
段が回動駆動されることによって隣接方向に往復自在と
されている。したがって、搬送手段の駆動を容易な手段
で実現することができる。本発明の他の形態において
は、各搬送手段が、ゲートバーと、第1および第2ホル
ダと、を備えて構成されていることにより、搬送手段
が、開閉口の閉塞機能と基板の搬送機能との両方を兼備
することとなる。よって、装置構成を単純化することが
でき、占有スペースの最小化、製造時間の短縮化、製造
コストの低減化、メンテナンスの省力化などの効果がも
たらされる。この場合、開閉口を閉塞するために、上開
閉口と下開閉口とを交互に開閉するよう回動駆動される
中間ゲートバルブが設けられていると、より一層、装置
構成を単純化することができる。また、基板搬入ロボッ
トとは別体として、基板搬出ロボットを具備している場
合には、基板搬出時間を利用して基板搬入準備を行うこ
とができるので、言い換えれば、基板搬出と基板搬入準
備とを並行して行うことができるので、基板搬入に要す
る時間を短縮することができる。したがって、スループ
ットを、なお一層増大させることができる。
を概略的に示す図であって、一部断面を含む平面図であ
る。
送システムを拡大して示す平面図である。
って、図2におけるIII−III線矢視断面に対応してい
る。
る。
ートバルブを示す側断面図であって、図2におけるV−V
線矢視断面に対応している。
ートバルブを示す側断面図であって、閉状態が示されて
いる。
であって、開状態が示されている。
す説明図である。
す説明図である。
示す説明図である。
示す説明図である。
ン) 40 基板搬送ロボット(基板搬入ロボット) 50 取出アーム(基板搬出ロボット) W 基板
Claims (5)
- 【請求項1】 プラズマ放電により基板の表面処理を行
うためのプラズマ処理装置であって、 内部において前記表面処理を行う第1および第2処理室
と、 これら第1および第2処理室の間に位置するとともに、
これら第1および第2処理室の各々に対して第1および
第2連結部を介して連結されたロードロック室と、を具
備し、 前記第1および第2連結部には、前記第1処理室と前記
ロードロック室との間、および、前記第2処理室と前記
ロードロック室との間を連通させる開閉口がそれぞれ形
成され、 前記第1処理室、前記ロードロック室、および前記第2
処理室が隣接配置されている隣接方向に前記開閉口を通
して往復自在とされ、前記ロードロック室と前記第1処
理室との間、および、前記ロードロック室と前記第2処
理室との間の双方にわたって基板搬送を行うことができ
る搬送手段を具備し、 該搬送手段は、互いに上下方向に離間して複数のものが
設けられていることを特徴とするプラズマ処理装置。 - 【請求項2】 請求項1記載のプラズマ処理装置におい
て、 前記第1処理室、前記ロードロック室、および前記第2
処理室は、円弧状に隣接配置され、 前記複数の搬送手段は、回動駆動されることにより、前
記隣接方向に往復自在とされていることを特徴とするプ
ラズマ処理装置。 - 【請求項3】 請求項1または2記載のプラズマ処理装
置において、 前記第1および第2連結部の各々において、前記開閉口
として、互いに上下方向に離間して上開閉口および下開
閉口が設けられ、 前記搬送手段として、前記上開閉口および下開閉口の各
々と高さを合わせて、上搬送手段および下搬送手段が設
けられ、 これら上搬送手段および下搬送手段の各々は、前記ロー
ドロック室内において前記隣接方向に往復駆動されるこ
とにより前記ロードロック室側から前記第1連結部の前
記開閉口および前記第2連結部の前記開閉口を交互に開
閉するゲートバーと、このゲートバーが前記第1連結部
の前記開閉口を閉塞したときに前記第1処理室内に位置
するよう前記ゲートバーに対して前記第1処理室側に固
定された基板保持用第1ホルダと、前記ゲートバーが前
記第2連結部の前記開閉口を閉塞したときに前記第2処
理室内に位置するよう前記ゲートバーに対して前記第2
処理室側に固定された基板保持用第2ホルダと、を備え
て構成されていることを特徴とするプラズマ処理装置。 - 【請求項4】 請求項3記載のプラズマ処理装置におい
て、 前記第1および第2連結部の各々には、前記ロードロッ
ク室側に前記上開閉口と前記下開閉口との間において、
前記上開閉口と前記下開閉口とを交互に開閉するよう回
動駆動される中間ゲートバルブが設けられ、 前記開閉口の各々は、前記搬送手段の前記ゲートバー、
および、前記中間ゲートバルブのいずれかにより閉塞さ
れることを特徴とするプラズマ処理装置。 - 【請求項5】 請求項1ないし4のいずれかに記載のプ
ラズマ処理装置において、 基板供給ステーションから前記ロードロック室へと基板
を搬入するための基板搬入ロボットを具備し、 前記ロードロック室から基板を搬出するために、前記基
板搬入ロボットとは別体として、基板搬出ロボットを具
備していることを特徴とするプラズマ処理装置。
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