(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェーハ処理室を形成する処理容器と該処理容器を昇降する昇降機構とを有するウェーハ処理装置において、
該昇降機構はピストンが上下に移動するエアシリンダと該エアシリンダを駆動する給排気管路と該給排気管路を制御する制御部とを有し、
該給排気管路は該エアシリンダの下部室に圧気を供給する第一の給気管路と、
該エアシリンダの上部室に圧気を供給する第二の給気管路と、該下部室の圧気を排出する第一の排気管路と、該上部室の圧気を排出する第二の排気管路とを有し、
該第一の給気管路、該第二の給気管路、該第一の排気管路及び該第二の排気管路はそれぞれ個別に開閉が制御される電磁開閉弁を備え、
該制御部は該電磁開閉弁の全てを閉じて該ピストンを停止させた状態から該ピストンを下降させるに際して、先ず該第二の給気管路の電磁開閉弁を開いた後に該第一の排気管路の電磁開閉弁を開くように該給排気管路を制御することを特徴とするウェーハ処理装置。
【請求項２】
該第一の給気管路は該第一の排気管路と共用のスピードコントローラを、該第二の給気管路は該第二の排気管路と共用のスピードコントローラをそれぞれ備えていることを特徴とする請求項１記載のウェーハ処理装置。
【請求項３】
ウェーハ処理室を形成する処理容器と該処理容器を昇降する昇降機構とを有するウェーハ処理装置において、
該昇降機構はピストンが上下に移動するエアシリンダと該エアシリンダを駆動する給排気管路と該給排気管路を制御する制御部とを有し、
該給排気管路は該エアシリンダの下部室に圧気を供給する第一の給気管路と、
該エアシリンダの上部室に圧気を供給する第二の給気管路と、該下部室の圧気を排出する第一の排気管路と、該上部室の圧気を排出する第二の排気管路とを有し、
該第一の給気管路、該第二の給気管路、該第一の排気管路及び該第二の排気管路はそれぞれ個別に開閉が制御される電磁開閉弁を備え、
該第一の給気管路は該電磁開閉弁と直列に該電磁開閉弁が開の状態での圧気の逆流を阻止する逆止弁を備えていることを特徴とするウェーハ処理装置。
【請求項４】
ウェーハ処理室を形成する処理容器と、ピストンが上下に移動するエアシリンダと該エアシリンダを駆動する給排気管路とを含み該処理容器を昇降する昇降機構とを有するウェーハ処理装置の制御方法であって、
該エアシリンダの下部室に圧気を供給する第一の給気管路と、該エアシリンダの上部室に圧気を供給する第二の給気管路と、該下部室の圧気を排出する第一の排気管路と、該上部室の圧気を排出する第二の排気管路とがそれぞれ個別に備えている電磁開閉弁の内、開状態の該電磁開閉弁の全てを同時に閉状態とすることで該ピストンを停止させるステップと、
該電磁開閉弁の全てを閉じて該ピストンを停止させた状態から、先ず該第二の給気管路の電磁開閉弁を開状態とした後に該第一の排気管路の電磁開閉弁を開状態とすることで該ピストンを下降させるステップとを含むことを特徴とするウェーハ処理装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は半導体製造装置、特にバッチ式のウェーハ処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
バッチ式のウェーハ処理装置の内、縦型やシリンダ型のドライエッチング装置、ＣＶＤ装置等では、ベースプレートに上から処理容器をかぶせる形で処理室を形成し、その中でウェーハを処理する。この形式のウェーハ処理装置では、ウェーハの着脱や処理室内の洗浄、装置のメンテナンス等の際には重量の大きい処理容器を上方に移動する必要があり、しかも、任意の高さで保持する必要がある（特に装置のメンテナンスの際）。従来の装置では、図４のように、ベースプレート２上で処理容器１を昇降させるための機構として、モータ３の回転を送りねじ４により直線運動（上下動）に変換する機械式昇降機構が採用されていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このような機械式昇降機構では摺動部分の磨耗は避けられず、そのため動作不良や摺動部分からの発塵、異常振動の発生により処理室内の反応生成物が脱落してウェーハに付着する、更には機構が破損して重量物の処理容器が落下する、等の可能性があり、これを防ぐためには頻繁にオーバーホールや部品交換を行う必要がある、という問題があった。
【０００４】
昇降機構としてはエアシリンダ式（空圧式）のものがある。この方式は上述のような問題が軽微である上、構造が簡単であるが、中間停止が容易ではない等、短所もある。
【０００５】
本発明は機械式のような摺動に起因する発塵等が少なく、且つ上昇・任意位置での停止・下降がスムーズに行えるエアシリンダ式昇降機構を備えた半導体製造装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この目的は本発明によれば、［１］ウェーハ処理室を形成する処理容器と該処理容器を昇降する昇降機構とを有するウェーハ処理装置において、該昇降機構はピストンが上下に移動するエアシリンダと該エアシリンダを駆動する給排気管路と該給排気管路を制御する制御部とを有し、該給排気管路は該エアシリンダの下部室に圧気を供給する第一の給気管路と、該エアシリンダの上部室に圧気を供給する第二の給気管路と、該下部室の圧気を排出する第一の排気管路と、該上部室の圧気を排出する第二の排気管路とを有し、
該第一の給気管路、該第二の給気管路、該第一の排気管路及び該第二の排気管路はそれぞれ個別に開閉が制御される電磁開閉弁を備え、該制御部は該電磁開閉弁の全てを閉じて該ピストンを停止させた状態から該ピストンを下降させるに際して、先ず該第二の給気管路の電磁開閉弁を開いた後に該第一の排気管路の電磁開閉弁を開くように該給排気管路を制御することを特徴とするウェーハ処理装置とすることで、
［２］ウェーハ処理室を形成する処理容器と該処理容器を昇降する昇降機構とを有するウェーハ処理装置において、該昇降機構はピストンが上下に移動するエアシリンダと該エアシリンダを駆動する給排気管路と該給排気管路を制御する制御部とを有し、該給排気管路は該エアシリンダの下部室に圧気を供給する第一の給気管路と、該エアシリンダの上部室に圧気を供給する第二の給気管路と、該下部室の圧気を排出する第一の排気管路と、該上部室の圧気を排出する第二の排気管路とを有し、該第一の給気管路、該第二の給気管路、該第一の排気管路及び該第二の排気管路はそれぞれ個別に開閉が制御される電磁開閉弁を備え、該第一の給気管路は該電磁開閉弁と直列に該電磁開閉弁が開の状態での圧気の逆流を阻止する逆止弁を備えていることを特徴とするウェーハ処理装置とすることで、
［３］ウェーハ処理室を形成する処理容器と、ピストンが上下に移動するエアシリンダと該エアシリンダを駆動する給排気管路とを含み該処理容器を昇降する昇降機構とを有するウェーハ処理装置の制御方法であって、該エアシリンダの下部室に圧気を供給する第一の給気管路と、該エアシリンダの上部室に圧気を供給する第二の給気管路と、該下部室の圧気を排出する第一の排気管路と、該上部室の圧気を排出する第二の排気管路とがそれぞれ個別に備えている電磁開閉弁の内、開状態の該電磁開閉弁の全てを同時に閉状態とすることで該ピストンを停止させるステップと、該電磁開閉弁の全てを閉じて該ピストンを停止させた状態から、先ず該第二の給気管路の電磁開閉弁を開状態とした後に該第一の排気管路の電磁開閉弁を開状態とすることで該ピストンを下降させるステップとを含むことを特徴とするウェーハ処理装置の制御方法とすることで、達成される。
【０００７】
【作用】
エアシリンダ式昇降機構は機械式昇降機構より摺動部分が極めて少ないから、一般に、発塵は少ない。
【０００８】
エアシリンダの駆動制御は、通常、管路の切替えに電磁切替弁（例えば５ポート２位置）を使用したエンド−エンド制御方式（ストローク端で保持する方式）が採用される。この場合には中間停止が出来ない。これに対して、本発明では管路ごとに電磁開閉弁を設置し、個別に管路を開閉させるようにしたから、上昇中或いは下降中に全ての電磁開閉弁を閉じることにより、任意の位置に停止させることが出来る。
【０００９】
但し、この方式では、上昇中に圧気供給源の圧力が異常に低下した場合にはピストンは負荷の処理容器とともに自重で下降し、それが急激であれば作業者にとって極めて危険であるが、本発明ではシリンダ下部室への給気管路に電磁弁と直列に逆止弁を配設して圧気の逆流を防止したから、このような問題はない。
【００１０】
又、長時間停止の後に下降させた場合、ピストンは処理容器とともに急速下降することがあり、これも作業者にとって危険である。これはシリンダ内の圧気が徐々にリークして圧力が低下すること等に起因するものであるが、本発明では下降スイッチをＯＮにした際に先ずシリンダ上部室に給気する電磁弁が開き、若干遅れて下部室から排気する電磁弁を開くように構成したから、一旦下部室の圧力を高めた後に排気を始めることになり、ピストンの下降はスムーズになる。尚、この際に下部室の圧力が異常に上昇すると圧力センサがこれを検知して全ての電磁弁を閉じるように構成されているから、配管破損等の問題も起こらない。
【００１１】
【実施例】
本発明に係る半導体製造装置の昇降機構の実施例を図１〜３を参照しながら説明する。尚、この例の半導体製造装置はシリンダ型のドライエッチング装置である。
【００１２】
図１は本発明に係る昇降機構の構成図である。同図において、１はこの昇降機構により上下に移動させる処理容器、１０はエアシリンダ、２０はエアシリンダ１０を駆動するための給排気管路、４１はエアシリンダ１０の駆動を制御する制御部である。
【００１３】
エアシリンダ１０はシリンダ１１、シリンダ１１内で上下に動くピストン１２、ピストン１２に固着されたピストンロッド１３等で構成されており、圧気をシリンダ１１内のピストン１２より下方（下部室１１Ａ）に供給することによりピストン１２が上昇し、ピストン１２より上方（上部室１１Ｂ）に供給することによりピストン１２が下降する。シリンダ１１にはピストン１２のストロークを制限するための下限センサ１４と上限センサ１５が取り付けられている。
【００１４】
給排気管路２０は圧気供給源（図示は省略）から圧気をエアシリンダ１０の下部室１１Ａに供給する第一の給気管路２１、上部室１１Ｂに供給する第二の給気管路２２、下部室１１Ａ内の圧気を排気する第一の排気管路２３、上部室１１Ｂ内の圧気を排気する第二の排気管路２４からなる。第一の給気管路２１には、圧気供給源側から順に定圧器３１、逆止弁３３、電磁弁３４、スピードコントローラ３８が設けられており、第二の給気管路２２には、圧気供給源側から順に定圧器３２、電磁弁３５、スピードコントローラ３９が設けられている。第一の給気管路２１は、その他にスピードコントローラ３８と下部室１１Ａとの間の圧気圧力の異常を検出する圧力センサ４０を備えている。
【００１５】
第一の排気管路２３は、シリンダ１１側が第一の給気管路２１と共用であり、第一の給気管路２１の電磁弁３４とスピードコントローラ３８との間で第一の給気管路２１から分岐しており、この分岐点と排気端との間に電磁弁３６が設けられている。第二の排気管路２４は、シリンダ１１側が第二の給気管路２２と共用であり、第二の給気管路２２の電磁弁３５とスピードコントローラ３９との間で第二の給気管路２２から分岐しており、この分岐点と排気端との間に電磁弁３７が設けられている。
【００１６】
定圧器３１，３２は減圧弁と圧力計からなり、電磁弁３４〜３７はいずれも常時閉型の開閉弁である。スピードコントローラ３８，３９はピストン１２の移動速度を制限するものであり、流量調整弁と逆止弁とを並列に組み合わせてなるものであり、いずれも逆止弁がシリンダ１０からの排気を阻止するように取り付けられている。
【００１７】
次にこの昇降機構の動作を説明する。図２は本発明に係る昇降機構の動作説明図である。同図において、図１と同じものには同一の符号を付与した。前述のスピードコントローラ３８，３９については、逆止弁３８ａ，３９ａと流量調整弁３８ｂ，３９ｂとに分けて図示した。
【００１８】
同図（Ａ）はピストン上昇の説明図である。上昇スイッチ４２（図１参照）をＯＮにすると電磁弁３４と電磁弁３７が開き、圧気は第一の給気管路２１から下部室１１Ａに導入されてピストン１２を押し上げ、上部室１１Ｂの圧気は第二の排気管路２４から排出される。この際、第二の排気管路２４のスピードコントローラ３９（図１参照）では圧気は逆止弁３９ａを通過出来ないから流量調整弁３９ｂだけを通過することになり、ピストン１２の上昇速度は制限される。ピストン１２の上昇中に圧気供給源からの圧気供給が停止したり圧気圧力が大幅に低下した場合には、逆止弁３３が下部室１１Ａからの圧気の逆流を阻止し、負荷の重量によるピストン１２の下降は防止される。
【００１９】
同図（Ｂ）はピストン下降の説明図である。下降スイッチ４３（図１参照）をＯＮにすると電磁弁３５と電磁弁３６が開き、圧気は第二の給気管路２２から上部室１１Ｂに導入されてピストン１２を押し下げ、下部室１１Ａの圧気は第一の排気管路２３から排出される。この際、第一の排気管路２３のスピードコントローラ３８（図１参照）では圧気は逆止弁３８ａを通過出来ないから流量調整弁３８ｂだけを通過することになり、ピストン１２の下降速度は制限される。
【００２０】
同図（Ｃ）はピストン停止の説明図である。ピストン１２の上昇中に上昇スイッチ４２をＯＦＦにするか、或いは下降中に下降スイッチ４３をＯＦＦにすると、全ての電磁弁３４〜３７が閉じてシリンダ１１内に圧気を封じ込めるからピストン１２はその位置で停止し、次に上昇スイッチ４２又は下降スイッチ４３をＯＮにするまでその位置を保つ。
【００２１】
尚、下降スイッチ４３をＯＮにした際、排気用の電磁弁３６が給気用の電磁弁３５より若干（２００  ｍｓ程度）遅れて作動するように構成されており、下部室１１Ａ内の圧力低下等に起因するピストン１２の急速下降を防いでいる。一方、下部室１１Ａ内の圧力が異常に上昇すれば、圧力センサ４０（図１参照）がこれを感知して全ての電磁弁が閉じるように構成されており、配管破裂等によるピストン１２の落下を防いでいる。
【００２２】
図３は本発明に係る昇降機構の動作例を示す線図である。ピストン１２が下限位置にある状態で上昇スイッチ４２をＯＮにして上昇を開始し、次いで所望の位置で上昇スイッチ４２をＯＦＦにして停止させ、数時間後に下降スイッチ４３をＯＮにして下降させたものであり、下降時には同図▲１▼のようにスムーズに移動した。参考のために下降スイッチ４３のＯＮにより電磁弁３５と電磁弁３６が同時に開くように構成した結果は、同図▲２▼のような急速下降現象が認められた。
【００２３】
尚、以上の半導体装置はクリーンルーム内に設置されるため、圧気としてはクリーンドライエア或いはクリーンドライ窒素を使用し、排気は室内には放出せず、排気ダクトを介して室外に放出するようにした。
【００２４】
本発明は以上の実施例に限定されることなく、更に種々変形して実施することが出来る。例えば、圧力センサ４０に代えて安全弁を配設してもよい。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、摺動に起因する発塵問題等が軽微で、且つ上昇・任意位置での停止・下降がスムーズに行える処理容器昇降機構を有する半導体製造装置を提供することが出来、半導体デバイス製造における歩留り向上等に寄与する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る昇降機構の構成図である。
【図２】本発明に係る昇降機構の動作説明図である。
【図３】本発明に係る昇降機構の動作例を示す線図である。
【図４】従来の半導体製造装置の構成図である。
【符号の説明】
１  処理容器
２  ベースプレート
３    モータ
４  送りねじ
１０  エアシリンダ
１１  シリンダ
１１Ａ  下部室
１１Ｂ  上部室
１２  ピストン
１３  ピストンロッド
２０  給排気管路
２１  第一の給気管路
２２  第二の給気管路
２３  第一の排気管路
２４  第二の排気管路
３３，３８ａ，３９ａ  逆止弁
３４，３５，３６，３７  電磁弁
３８，３９  スピードコントローラ
３８ｂ，３９ｂ  流量調整弁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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