(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
減圧された内部の空間を処理対象ウエハが搬送される搬送容器と、この搬送容器の側壁に連結されその内部に前記処理対象のウエハが配置される試料台を有した処理室を備えた真空容器と、 この真空容器の上部であってこれを開閉する蓋部材と、前記真空容器内部に配置され前記処理室の内側壁を構成する内側チャンバー部材と、前記真空容器の外側で前記真空処理容器の側壁に連結されて配置された治具であって、上下方向の軸及び水平方向の軸を有した第１の関節部（２３０）及びこの関節部（２３０）の前記上下方向の軸及び水平方向の軸の各々の軸周りに上下方向及び左右方向に回動されると共にその長さが伸縮可能であってその先端部が前記内側チャンバー部材に連結される腕部（２５０）とを備えた治具とを備えた真空処理装置であって、
前記治具が、前記腕部（２５０）の先端部に配置され前記内側チャンバー部材に連結されるヘッド（２６０）と、このヘッド（２６０）と連結された状態の前記内側チャンバー部材をその水平方向の軸周りに回転させる第２の関節部（８１０）とを備えて、前記蓋部材を開放させて前記真空容器内部を大気に開放した状態で当該真空容器内部に前記腕部（２５０）の前記先端部を入れてこれと連結させた前記内側チャンバー部材をこの真空容器内部から取り外し可能に構成された真空処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の真空処理装置であって、前記内側チャンバー部材が上下方向に配置された複数の部材から構成され、前記試料台が上方に持ち上げられて前記真空容器内部から取り出された後、前記内側チャンバー部材の前記複数の部材のうち前記試料台の下方に配置された部材が前記治具の先端部と連結された状態で前記腕部（２５０）が前記第１の関節部（２３０）周りに回転して前記真空容器から取り出し可能に構成された真空処理装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の真空処理装置であって、前記搬送容器が多角形状の平面径を有し、この多角形の隣り合う辺を構成する前記搬送容器の側壁に複数の前記真空容器が隣り合って連結され、これら各々の真空容器の側壁に前記治具が取り付けられた真空処理装置。
【請求項４】
請求項３に記載の真空処理装置であって、前記隣り合う真空容器同士の間に作業者が立って前記内側チャンバー部材と前記治具とを連結する作業を行える空間を備えた真空処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本実施例は、真空容器の内部に配置された処理室内で半導体ウエハ等の基板状の試料を処理する真空処理装置に係り、処理室を構成する部材を真空容器から取り外す治具を備えた真空処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスを製造するために半導体ウエハを処理する真空処理装置は、クリーンルームのような製造ラインが設置される建屋の内部に設置される台数を大きくするために一台当たりが占有する面積を小さくすることが求められている。このため装置のコンパクト化が進んでおり、これに伴い装置に保守や点検等の作業を行うためのメンテナンススペースもできるだけ小さくすることが必要とされている。
【０００３】
一方で、半導体ウエハの大口径化と共に処理装置を構成する真空容器内部の部品、特に処理室を構成する部品も大型化しており重量も増加傾向にある。このため、装置を保守，点検等メンテナンス作業を行う際にこれらの部品を取り扱う作業に手間が掛かる結果、長く掛かり装置が停止したりウエハを処理していない時間、所謂ダウンタイムは長くなって、装置の全体的な稼働効率を損なうことにつながっていた。
【０００４】
このような保守，点検の作業は、装置によるウエハ等試料の処理の枚数の増大に伴って処理室内部での生成物の付着や処理室内の表面の状態が変化することにより、これらによる処理結果やウエハへの影響が発生することを抑制するために行われている。たとえば、装置内の理室内部に配置された部品の表面に前記生成物が付着し、その部品の劣化から表面から生成物が微小粒子となって剥離したり、落下して処理室内に再度遊離してウエハ上に異物として再度付着してウエハを汚染してしまうという問題が生起する。
【０００５】
これを抑制するために、従来より、処理室内部の部品は定期的に交換したり清掃したりして、上記異物の原因となる物質や生成物を除去したり、表面を再生する処理が行われる。このような作業の間は処理室内部が大気圧の雰囲気に開放されており処理を行うことができず装置の稼働が停止しているので、処理の効率が低下することになることから、このような作業の効率の向上が求められている。
【０００６】
このような真空処理装置内部の部品の取り外し、交換の技術の例として、従来より、特開２００５−１０１５９８号公報に開示のものが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−１０１５９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記の従来技術では、以下の点について考慮が不十分であったため、問題が生じていた。
【０００９】
すなわち、真空処理装置では、上記の通り、限られたスペース内で作業を行うとともに装置が停止している時間の短縮を図ることが求められている。また、この作業においては、処理室の内部を大気解放したことによって処理室内部の部品表面への水分の吸着の虞が有り、これを抑制して大気開放の時間を低減することが求められている。また、処理室内部の部品の表面に傷や打痕を付けない作業が求められる。このような課題について、上記従来の技術は考慮されていなかった。
【００１０】
さらに、従来より真空処理装置の処理室の内部に配置される部品は、特定の材料、例えばアルミ材料を主として使用していた。しかし、近年はＣｏＣを低減するためにステンレス材に電解研磨を施すことで部品の寿命を延ばすことが行われている。このために、部品の材料が変わることにより重量は約３倍に増加しており、上記の限られたスペース内での交換には複数名の作業者によって作業せざるを得なくなる場合が生じており、作業の効率を損ない、ひいては装置のダウンタイムを増加させて処理の効率を低下させていた。
【００１１】
このような問題について、上記従来の技術では十分に考慮されていなかった。本発明の目的は、装置の停止時間を短縮して生産効率を向上させた真空処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的は、減圧された内部の空間を処理対象ウエハが搬送される搬送容器と、この搬送容器の側壁に連結されその内部に前記処理対象のウエハが配置される試料台を有した処理室を備えた真空容器と、 この真空容器の上部であってこれを開閉する蓋部材と、前記真空容器内部に配置され前記処理室の内側壁を構成する内側チャンバー部材と、前記真空容器の外側で前記真空処理容器の側壁に連結されて配置された治具であって、上下方向の軸及び水平方向の軸を有した第１の関節部（２３０）及びこの関節部（２３０）の前記上下方向の軸及び水平方向の軸の各々の軸周りに上下方向及び左右方向に回動されると共にその長さが伸縮可能であってその先端部が前記内側チャンバー部材に連結される腕部（２５０）とを備えた治具とを備えた真空処理装置であって、前記治具が、前記腕部（２５０）の先端部に配置され前記内側チャンバー部材に連結されるヘッド（２６０）と、このヘッド（２６０）と連結された状態の前記内側チャンバー部材をその水平方向の軸周りに回転させる第２の関節部（８１０）とを備えて、前記蓋部材を開放させて前記真空容器内部を大気に開放した状態で当該真空容器内部に前記腕部（２５０）の前記先端部を入れてこれと連結させた前記内側チャンバー部材をこの真空容器内部から取り外し可能に構成されたことにより達成される。
【００１３】
さらに、前記内側チャンバー部材が上下方向に配置された複数の部材から構成され、前記試料台が上方に持ち上げられて前記真空容器内部から取り出された後、前記内側チャンバー部材の前記複数の部材のうち前記試料台の下方に配置された部材が前記治具の前記先端部と連結された状態で前記腕部が前記第１の関節部周りに回転して前記真空容器内部から取り出し可能に構成された真空処理装置により達成される。
【００１４】
さらにまた、前記搬送容器が多角形状の平面形を有し、この多角形の隣り合う辺を構成する前記搬送容器の側壁に複数の前記真空容器が隣り合って連結され、これら各々の真空容器の側壁に前記治具が取り付けられた真空処理装置により達成される。
【００１５】
さらにまた、前記隣り合う真空容器同士の間に作業者が立って前記内側チャンバーの部材と前記治具とを連結する作業を行える空間が配置された真空処理装置により達成される。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施例に係る真空処理装置の構成の概略を説明する上面図である。
【図２】図１に示す実施例の真空処理室及びメンテナンス治具の構成の概略を説明する模式図である。
【図３】図２に示すメンテナンス治具の構成をより詳細に説明する側面図である。
【図４】図３に示すメンテナンス治具の動作を示す側面図である。
【図５】図１に示す実施例に係る処理室の上部を構成する部品を交換する要領を示す模式図である。
【図６】図１に示す実施例に係る処理室の内部の部品を保守する際のメンテナンス治具の動作を説明する縦断面図である。
【図７】図６に示す処理室内部の部品の保守の際のメンテナンス治具の動作及び部品の動きを示す上面図である。
【図８】図２に示すメンテナンス治具の主要部分の構成を説明する縦断面図である。
【図９】図６に示す真空処理室内の部品を交換する要領を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の実施の形態について以下図面を用いて説明する。
【実施例】
【００１８】
本発明の実施例について、図１乃至１０を用いて詳細に説明する。
【００１９】
図１は、本発明に係る真空処理装置の構成の概略を示す上面から見た図である。本図に示す真空処理装置１００は、前後について大きくわけて２つの部分から構成される。本図上で上方が真空処理装置１００の後方側、図上下方が前方側となる。真空処理装置１００の前方側に大気処理部１０１が、真空処理装置１００の後方側に大気処理部１０１の背面部と連結された真空処理部１０２が配置されている。
【００２０】
大気処理部１０１は、その前面側が真空処理装置１００が設置されるクリーンルーム等の建屋の通路に面している。この通路は内側に処理対象の半導体ウエハ等の基板上の試料が収納されたカセットが搬送される通路であって、通路のカセットが搬送される方向に沿って大気処理部１０１前面が配置されている。
【００２１】
大気処理部１０１は、内部が大気圧と等しいとみなせる圧力にされてカセット内部の試料が搬送される大気搬送室１１０及びこの前面側に配置されカセット各々が載せられて装着される複数のカセット台１０５とを備えている。各カセット台１０５は、略直方体形状を有する大気搬送室１１０の前面側で並列に配置されている。大気搬送室１１０内部には、カセット内部のウエハを搬出，搬入するための大気ロボットが設置されており、カセットと大気搬送室１１０の背面側に配置された複数のロック室１２０との間でウエハを搬送する。
【００２２】
真空処理部１０２は大気搬送室１１０の背面と連結されており、所定の真空度まで減圧された内部をウエハが搬送される部分である。真空処理部１０２は、大気搬送室１１０背面と連結され内部同士が連通可能にされた複数のロック室１２０と、このロック室１２０の後方側でこれと連結され減圧された内部をウエハが搬送される真空搬送室１３０と、この真空搬送室１３０の後方側でその側壁と連結された複数の真空処理ユニット１６０とを備えている。
【００２３】
真空処理ユニット１６０は、内部が減圧される真空容器とこの内部にウエハが配置されて処理される処理室とを有している。本実施例において、各真空処理ユニット１６０の真空容器内には、副真空室１４０及び真空処理室１５０の複数の区画された空間が配置されており、真空処理室１５０内部に配置された図示しない試料台上面にウエハが搬送されて載置され、その後、真空処理室１５０の内外を開放／閉塞するゲートバルブを閉じて内部を密封して所定の圧力に維持した状態で、その内部にガスと電界または磁界とが供給されて形成されたプラズマを用いてウエハにエッチング等の所定の処理が施される。
【００２４】
ロック室１２０は、大気搬送室１１０及び真空搬送室１３０との間に配置されてこれらと連結されており、各々と間に配置されたゲートバルブを開閉して内部同士を連通、閉塞可能に構成されている。さらに、大気搬送室１１０から真空搬送室１３０、または真空搬送室１３０から大気搬送室１１０にウエハが搬送可能にするため、各ロック室１２０は、その内部を真空搬送室１３０内部の所定の真空度の圧力と大気搬送室１１０内部の雰囲気圧との間で圧力を調整可能に構成されている。
【００２５】
真空搬送室１３０は、その内部がロック室１２０と真空処理ユニット１６０との間でウエハが搬送される空間であって、内部に減圧下でウエハを保持して搬送するための図示しない真空ロボットが設置されている。真空ロボットはロック室１２０及び真空処理ユニット１６０の各々の内部に配置された図示しない試料台との間でウエハを授受する。本実施例では、真空搬送室１３０は上方から見て平面形が略多角形（五角形）の形状を備えており、その上部に内部を開放して保守，点検等メンテナンスを実施できるように五角形の蓋が配置されている。この蓋は真空搬送室１３０の上部に載せられて固定された状態で内外を気密に保持できるように密閉されている。
【００２６】
本実施例の真空処理装置１００では、カセット台１０５上面に載せられた後、カセット内部のウエハは大気搬送室１１０内部の大気ロボットの動作によりカセットから搬出されて何れかのロック室１２０に搬入される。この際、ロック室１２０内部は大気搬送室１１０内側との間を開閉するゲートバルブが開放された状態で大気圧（雰囲気圧）と同等の圧力にされて、開放されたゲートを通してウエハが内部の試料台上に搬入されて載せられる。
【００２７】
この後、ロック室１２０内部が密封されて真空搬送室１３０内側と同等の圧力まで減圧された後、真空搬送室１３０との間に配置されたゲートバルブが開放され、真空ロボットがロック室１２０内部のウエハを試料台から受け取って目標の真空処理ユニット１６０内部に向けて搬送し、副真空室１４０を通って真空処理室１５０内部の試料台に受け渡してウエハが試料台上に載せられて保持される。
【００２８】
真空処理室１５０内部が密封されてウエハが処理された後、再度真空処理室１５０内部が副真空室１４０及び真空処理室１５０と連通され、搬入の際と逆の手順によりウエハが搬出されていずれかのロック室１２０に搬入される。このロック室１２０内部が密封されその圧力が雰囲気圧まで上昇させられた後、上記手順と逆にゲートバルブが開放されて大気ロボットによりウエハがロック室１２０内の試料台上から搬出されて元のカセットの元の位置に収納されて戻される。
【００２９】
図２は、図１に示す実施例の真空処理ユニット及びメンテナンス治具の構成の概略を説明する模式図である。本図において、真空処理ユニット１６０はその真空容器の側壁が真空搬送室１３０を構成する真空容器の側壁と連結されて内部同士が連通可能に構成されている。本図では、真空容器の一部を縦断面として示しており、さらに、真空処理ユニット１６０の上部を構成する電界または磁界の形成手段である電源やコイル等を一つのユニットとして上方に上昇させた状態を示している。
【００３０】
真空処理ユニット１６０は、側壁が真空搬送室１３０と連結された真空容器により構成された副真空室１４０及びその内側に配置された真空処理室１５０とを備えている。また、真空容器の下方には真空処理室１５０と連通された高真空排気ポンプ１７０及びこの高真空排気ポンプ１７０と真空処理室１５０の下部に配置された排気用の開口との間に配置されて開口からの排気の流量速度を調節して真空処理室１５０内部の圧力を調節するための圧力調整機構１８０とを備えている。
【００３１】
真空容器の上方には、真空処理室１５０内側に電界を供給する電源及び電界の伝導機構およびソレノイドコイル等の磁界を供給する磁場発生手段である電磁場形成ユニット２０５が配置されている。これらの電界，磁界の発生手段は一体として上方に移動されて、真空容器内部を開放してメンテナンスする際のスペースを大きく確保できるように構成されている。このために、本実施例の真空処理ユニットの真空容器の側壁には、上記電界の供給手段と磁界の供給手段とに連結され上下方向に配置されたレールに沿って移動するコイル上下装置１９０が固定されて連結されている。
【００３２】
作業者は、副真紅室１４０または真空処理室１５０内部のクリーニングや内部に配置された部品の交換等のメンテナンスの際に上記コイル上下装置１９０により電磁場形成ユニット２０５を上方に移動させて、真空容器の蓋を開放して作業を行うことができる。また、本実施例では、コイル上下装置１９０の側面に連結されて配置されたメンテナンス治具２００を備えている。このメンテナンス治具２００によって、真空容器内部の部品のメンテナンス性向上と改善が実現される。
【００３３】
図３は、図２に示すメンテナンス治具の構成をより詳細に説明する側面図である。メンテナンス治具２００は各真空処理ユニット１６０に備えられている。
【００３４】
メンテナンス治具２００は、コイル上下装置１９０側面に連結して配置され、上下方向に延在してこれに係合したアームが沿って移動するスライドレール２１０を備えている。スライドレール２１０に係合して連結されたアームには、交換や点検，清掃対象の部品が接続されて連結されるため、これらの高さ位置に合わせるアームの高さの調整がスライドレール２１０に沿ってこれを移動させて行われる。
【００３５】
メンテナンス治具２００は、その根元側の端部がスライドレール２１０と係合して連結された梁状の第一関節アーム２２０と、第一関節アーム２２０の他端部と連結された梁状の第二関節アーム２３０とを備え、これらは各々の梁の軸方向に伸縮可能に構成されて、その伸縮動作に伴ってメンテナンス治具２００の先端部の高さの位置を調節可能に構成されている。つまり、メンテナンス治具２００は、複数の梁状のアームが連結されその先端部の位置を変化させる多関節アームを有している。
【００３６】
真空処理ユニット１６０の部品を移動させる際には、作業者はメンテナンス治具２００を移動させてこれの先端部に部品を連結した後、メンテナンス治具２００を移動させて行う。例えば、真空処理室１５０の部品を副真空室１４０を構成する真空容器から上方に持ち上げて取り出す場合、メンテナンス治具２００の先端と部品とをボルト等の締結手段によって接続、連結し、多関節アームの少なくとも一部を上方に持ち上げて先端部を上方に移動させることで部品を上方に持ち上げて、真空容器から取り出すことができる。
【００３７】
この際、作業者は部品をアームと共に持ち上げることになるため、部品とアームとの合計の重量が作業者に負荷として掛かることになる。この荷重を軽減することで作業の効率を高めることが求められる。本実施例では、メンテナンス治具２００の多関節アームとして、第一関節アーム２２０の上方に配置されて一端側がスライドレール２１０と係合して水平方向の軸周りに回転可能な関節を介して連結され他端部が第一関節アーム２２０の他端部の水平方向の軸周りに回転可能な関節を介してと連結された梁状のアームである重量軽減用のバランサー２４０を備えている。なお、バランサー２４０のスライドレール２１０側の端部は第一関節アーム２２０の根元側の端部の上方でスライドレール２１０と関節を介して連結されている。
【００３８】
バランサー２４０はシリンダー及びこの内部を摺動して伸縮するピストンとを備えた梁状のアームである。このピストンは、バネや空気等の弾性体や流体の圧力差等を用いた手段によりアームの長さを縮小する方向に付勢されており、このことにより第一関節アーム２２０及び第二関節アーム２３０を含む多関節アームは、先端を上方に持ち上げる或いは全体の長さを縮小する方向に付勢されている。
【００３９】
メンテナンス治具２００の多関節アームはバランサー２４０あるいは第一関節アーム２２０の伸縮に応じて上下方向に回動し、この回動の動作に伴ってバランサー２４０または第一関節アーム２２０の関節がその水平方向の軸周りに回転する。バランサー２４０の収縮する方向の付勢により多関節アームは上方向へ回動させようとする力，トルクが常に印加されている。このため、先端部に連結された部品と多関節アームの重量とによる荷重は低減される。
【００４０】
また、多関節アームの先端部あるいは各アームを所定の高さ，位置で固定可能とするために、バランサー２４０及び第一関節アーム２２０の先端側（他端側）の関節には、レバーロック２５０が配置されており、作業者がレバーロック２５０のレバーを回転させて関節をその軸方向に締めつけることでその回転を停止させるか抵抗を増大させる。このことにより、作業者は部品のメンテナンスに適切な間隔や位置に角度で多関節アームを固定することができ、保守，点検の作業の効率が向上する。このようなレバーロック２５０は、多関節アームの各アームを連結する複数の関節に配置してもよい。また、第二関節アーム２３０の先端側には、治具ヘッド２６０が連結されており、この治具ヘッド２６０に対して部品が取り付け，取り外しされる。この着脱はワンタッチで可能に構成されている。
【００４１】
図４は、図３に示すメンテナンス治具の動作を示す側面図である。本図においては、スライドレール２１０の下部分については図示を省略している。
【００４２】
上記のように、本実施例のメンテナンス治具２００の多関節アームは、第一関節アーム或いはバランサー２４０の根元側に配置された関節の水平方向の軸周りに回転することで先端部に位置する治具ヘッド２６０を上下方向に移動させてその高さ位置を可変に調節可能に構成されている。さらに、多関節アームの回転による移動は、バランサー２４０或いは第一関節アーム２２０の伸縮によって行われるとともに、第二関節アームの伸縮によっても行える。すなわち、多関節アームの動作範囲を決める上下方向の移動の大きさ（ストローク）は、バランサー２４０或いは第一関節アーム２２の伸縮の大きさ（ストローク）によって規定されるこれらの回転可能な角度と、第二関節アーム２３０の伸縮の大きさとによって定められる。さらに、第一関節アーム２２０及びバランサー２４０の根元側の関節がこれらが連結されたスライドレール２１０に沿って移動可能な距離によっても定められる。
【００４３】
このような動作の範囲は、治具ヘッド２６０を後述する真空容器内部の部品と取り出し、取り付け可能に連結することが可能な位置を含むように定められる。このような動作範囲を実現するために、スライドレール２１０，第一関節アーム２２０，第二関節アーム２３０，バランサー２４０の長さ，伸縮のストローク，第一関節アーム２２０とバランサー２４０の根元側の関節（連結部）の間隔等の大きさが定められる。なお、本実施例において、これらの関節のスライドレール２１０に沿った移動は、スライドレール２１０に並列に平行して配置された円筒形のロッド２７０ａに沿ってバランサー２４０の根元側の関節と連結されたスライドベース２７０ｂを移動させることで行われる。作業者は、この移動を、ロッド２７０ａの上端部に配置されたスライドハンドル２７０ｃを回転させることで、ロッド２７０ａの円筒形の表面に形成されたネジ山と噛み合って連結されたスライドベース２７０ｂを上下に移動させて、スライドベース２７０ｂに連結されたバランサー２４０と第一関節アーム２２０とを上下に移動させて行うことができる。
【００４４】
図５は、図１に示す実施例に係る処理室の上部を構成する部品を交換する要領を示す模式図である。特に、真空処理室１５０の上部の部品を交換する要領を示す図である。
【００４５】
真空処理室１５０の上部の部品として真空処理室１５０の天井面を構成する円板形状を有する石英板５１０、これの外周縁と当接する円筒形状の側壁及びこの下方に配置されたリング状の放電ブロックベース５２０とを持ち上げてメンテナンスする場合を示している。これらの合計の重量は各々２５kg〜３０kgと重量物であること、さらに交換の作業についても、真空処理ユニット１６０同士の間の空間に作業者が入って作業を行うスペースが不十分である場合がある。このような場合、従来の技術では、２〜３名の作業者によって上記メンテナンスの作業を行っていた。
【００４６】
一方、本実施例のメンテナンス治具２００を備えた真空処理ユニット１６０をメンテナンスする場合には、交換や清掃，点検等の作業対象の各部品に対して治具ヘッド２６０を接触または連結させて多関節アームと接続させる。この際、第二関節アーム２３０の先端部と治具ヘッド２６０との間に配置されたワンタッチ式クランプで部品、例えば石英板５１０を治具ヘッド２６０の下面に固定するとともに、第一関節アーム２２０の先端側の関節部やその他の関節に配置されたレバーブロック２５０を回転させて咬締めて多関節アームの関節の各アーム間の角度を固定する。この後、第二関節アームを収縮させて図上矢印の方向に３０mmリフトアップを行い、多関節アームの先端側，本実施例では水平方向について第二関節アーム２３０及び治具ヘッド２６０を旋回させて、真空処理ユニット１６０の側壁周囲のメンテナンスエリアに移動させる。この後部品の洗浄や再生処理、あるいはこれの実施済の部品と交換の作業が実施される。
【００４７】
図６は、図５に示す実施例に係る処理室の内部の部品を保守する際のメンテナンス治具の動作を説明する縦断面図である。図７は、図６に示す処理室内部の部品の保守の際のメンテナンス治具の動作及び部品の動きを示す上面図である。これらの図は、真空処理室１５０を形成する副真空室１４０内側のチャンバーの交換を行う要領を示す図である。
【００４８】
これらの図において、真空処理ユニット１６０は、内外二つの容器を備えている。真空容器の内側の空間にウエハが配置されプラズマが形成される真空処理室１５０が配置され、この真空処理室１５０を外周から囲みこれを構成するインナーチャンバーと外側の真空容器との間の空間が副真空室１４０となっている。放電ブロックベース５２０等の真空容器の蓋或いはインナーチャンバー，副真空室１４０を囲む真空容器が連結されて、これらインナーチャンバーの内側の真空処理室１５０とその外側の副真空室１４０との間が気密に封止されることで、真空処理室１５０内部のガスやプラズマが副真空室１４０内に漏出することが抑制されている。真空処理室１５０を構成する内側の容器であるインナーチャンバーは上下２つの部品を備えており、内側上部チャンバー６１０，内側下部チャンバー６２０の各々についてメンテナンス作業を実施する。
【００４９】
本実施例の内側上部チャンバー６１０は、略円筒形のステンレス材であり、その表面は電解研磨処理が施されている。このため、着脱時の干渉による破損や表面傷つけによるアルマイト剥がれ防止することが必要となる。このような内側上部チャンバー６１０を真空処理ユニット１６０から着脱する際には、本実施例を用いる作業者は、治具ヘッド２６０を内側上部チャンバー６１０の円筒形上端部と接続して、図５と同様に上方に移動させて真空容器外に取り出す。
【００５０】
さらに、内側上部チャンバー６１０の下端が真空容器の側壁の上方に取り出されたことが確認された後、多関節アームの先端側，本実施例では第二関節アーム２３０及び治具ヘッド２６０とともに内側上部チャンバー６１０を上下方向の軸周りに回転させて真空処理ユニット外周側のメンテナンス作業用の空間に移動させる。
【００５１】
図８は、図２に示すメンテナンス治具の主要部分の構成を説明する縦断面図である。本図は、治具ヘッド２６０の軸受け位置決め部分の構成を模式的に示すものである。
【００５２】
本実施例において、治具ヘッド２６０は、その上部に配置された関節部により第二関節アーム２３０と連結されている。治具ヘッド２６０は円板形状を有してこの下面が部品と接触或いは連結される。この関節部は、治具ヘッド２６０或いはこれと連結された部品を真空容器内部からすき間を縫って取り出し／取り付けする際に他の部品や真空容器，周囲の装置に接触することができるように、方向や傾きを可変に調節可能とすることが求められる。このため関節部を構成する軸受け部分８１０にはフレキシブルな動作と確実な位置決め、固定が必要であることから、本実施例の治具ヘッド２６０はその円板の中心を垂直に通る軸周りの回転軸受け８２０を備えている。
【００５３】
回転軸受け８２０は、治具ヘッド２６０の上方にすき間を空けて配置された円板状の部分とその中心に配置された円筒形の軸部とを有している。円板状の部分は治具ヘッド２６０と連結された軸受けカバー８３０によってすき間を空けて囲まれている。治具ヘッド２６０は、このすき間を介して軸受けカバー８３０とともにその中心軸周りに回転可能に構成される。
【００５４】
軸受けカバー８３０と回転軸受け８２０の本体との間には、スラストベアリング８４０とラジアルベアリング８４０とが配置されており、回転軸受け８２０の円板状部分と軸受けカバー８３０との間の滑らかな摺動が実現される。さらに、軸受けカバー８３０は、回転角度位置決機構８６０を備えており、この回転角度位置決機構８６０によって治具ヘッド２６０の角度の固定を行って、部品の取り付けまたは取り外しの際に真空処理室１５０や真空容器等に干渉しない位置で部品及び治具ヘッド２６０が固定されて、部品のメンテナンスの作業が実施される。
【００５５】
図９は、図６に示す真空処理室内の部品を交換する要領を示す模式図である。特に、真空処理室１５０を成形する内側下部チャンバー６２０の交換の要領を示す図である。真空処理室１５０の内側下部チャンバー６２０の交換に際しては、副真空室１４０内面の空間スペース内でその姿勢を変化させて、電極試料台３２０や副真空室１４０の内面に傷を付けないことが必要である。また、本実施例では、試料台９１０及びこれを真空容器内の副真空室１４０内で保持するつり下げ梁９２０や水平方向の支持梁９３０は、真空容器の真空搬送室１３０の側の端部にヒンジ周りに回転して持ち上げられており、これらとの間の接触をしないように部品を取り出す事が必要である。
【００５６】
本実施例では、メンテナンス治具２００を上昇させながら、治具ヘッド２６０の回転軸受け３７０を水平面に対して所定の傾きで固定し、第二関節アーム２３０を縮める事により、真空処理室１５０外部に移動させ、レバーロック２５０で位置固定後に旋回させメンテナンスエリアで交換を実施することで、接触を回避して取り出すことができる。
【００５７】
以上の通り、本実施例によれば、メンテナンス治具を使用し処理室内・外部重量物の消耗部品を交換することで、装置の停止時間も最短時間で実施できる。従来２名〜３名を要して作業していた交換作業が安全かつ的確に１名での作業が可能となった。半導体製造装置の量産ラインには装置両側面にはメンテナンスエリアが確保されているが、装置後方には顧客設備や用益関係の配管スペースが取られていることや他社装置等が設置されていることもあり、側面側のメンテナンスエリアでの交換作業が効率的に行える。
【００５８】
本実施例は、内部でプラズマが形成され半導体ウエハ等の試料が処理される真空容器とこの真空容器と内部のインナー部品交換用治具を処理装置に装備することで、重量物の交換作業が一人作業で実施可能となり、交換作業時の問題点を解決することで装置停止時間を最小限にすることが可能となった。また、電力・ＡＩＲ等の余分な用益を貰うことはなく、エルゴモーション機構による荷重条件の軽減を実施し、人間による手動での繊細な動きを残したままで、交換作業効率が向上する。
【符号の説明】
【００５９】
１００  真空処理装置
１０５  カセット台
１１０  大気搬送室
１２０  ロック室
１３０  真空搬送室
１４０  副真空室
１５０  真空処理室
１６０  真空処理ユニット
１７０  高真空排気ポンプ
１８０  圧力調整機構
１９０  コイル上下装置
２００  メンテナンス治具
２１０  スライドレール
２２０  第一関節アーム
２３０  第二関節アーム
２４０  バランサー
２５０  レバーロック
２６０  治具ヘッド
５１０  石英板
５２０  放電ブロックベース
６１０  内側上部チャンバー
６２０  内側下部チャンバー
９１０  試料台
９２０  つり下げ梁
９３０  支持梁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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