(57)【要約】【課題】設置面積あたりの生産性が高く、処理の安定性に優れた真空処理装置を提供する。【解決手段】真空処理装置において、複数のカセット台が前面側に配置された大気搬送室を有する大気圧側ブロックと、処理前の試料と処理後の試料の搬送経路を分割するために大気搬送室の後方に配置された複数の真空搬送室１０４、１０４’及び真空搬送室１０４、１０４’に接続され、複数の真空搬送室１０４、１０４’に対応した複数のバルブ１２０、１２０’を有する真空処理室１０３を含む真空側ブロックとを備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のカセット台が前面側に配置された大気搬送室を有する大気圧側ブロックと、前記大気搬送室の後方に配置された壁に区切られた複数の真空搬送室および前記真空搬送室に接続され、複数の前記真空搬送室に対応した複数のバルブを有する真空処理室を含む真空側ブロックと、を備えたことを特徴とする真空処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の真空処理装置において、
前記バルブは、前記真空搬送室が各々に連結された前記真空処理室との間を開閉するものであり、排他的に開閉されることを特徴とする真空処理装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の真空処理装置であって
前記真空処理室には上下動可能なステージと前記ステージで封止可能な壁が設置されていることを特徴とする真空処理装置。
【請求項４】
処理する試料が挿入されたカセットを載せるためのカセット台が前面側に配置された大気搬送室を有する大気圧側ブロックと、前記大気搬送室に接続されたロック室および前記ロック室に接続された真空搬送室および前記真空搬送室に接続された真空処理室を有する真空側ブロックと、を有する真空処理装置において、
前記真空搬送室は、前記試料を前記ロック室から前記真空処理室に搬送する際に通過する第一領域と、前記真空処理室で処理した後、前記試料を前記ロック室に搬送する際に通過する第二領域とを有し、前記第一領域と第二領域とは互いに分離されており、バルブの開閉により互いに独立して前記真空処理室に接続されるものであることを特徴とする真空処理装置。
【請求項５】
請求項４に記載の真空処理装置において、
前記第一領域と前記第二領域は、前記真空搬送室内で縦方向に積層されて配置されていることを特徴とする真空処理装置。
【請求項６】
請求項４又は５に記載の真空処理装置において、
前記第一領域には第一真空搬送ロボットが、前記第二領域には第二真空搬送ロボットが配置されており、
前記第一真空ロボットと前記第二真空ロボットとは互いに独立して制御可能であることを特徴とする真空処理装置。
【請求項７】
請求項６に記載の真空処理装置において、
前記第一真空搬送ロボットは、前記試料を前記真空処理室へ搬送する搬入専用ロボットであり、
前記第二真空搬送ロボットは、前記試料を真空処理室から搬送する搬出専用ロボットであることを特徴とする真空処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体処理装置、特に、減圧された装置内において処理対象を処理する真空処理装置においては、処理の微細化、精密化とともに、処理対象である半導体被処理基板（以下、「ウェハ」という。）の処理の効率の向上が求められてきた。このために、近年では、一つの装置に複数の処理室が接続されて備えられたマルチチャンバ装置が開発され、クリーンルームの設置面積あたりの生産性の効率を向上させることが行われてきた。
【０００３】
このような複数の処理室あるいはチャンバを備えて処理を行う真空処理装置では、それぞれの処理室あるいはチャンバが、内部のガスやその圧力が減圧可能に調節され、ウェハを搬送するためのロボットアーム等が備えられた搬送室（搬送チャンバ）に接続されている。
【０００４】
設置面積当たりの生産性を向上するためにより多くのチャンバを設置することが求められ、また搬送速度を向上して多くのウェハを搬送することが重要になっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２００７−５１１１０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
発明者等は複数のチャンバが備えられた真空処理装置を用いて設置面積当たりの生産性を向上する際の従来技術の課題について検討した結果、以下のことが判った。
【０００７】
すなわち、真空処理装置を構成するチャンバが複数設置された場合に、処理を行う前のウェハと処理行った後のウェハの混在が発生し、処理中に使用されたガスなどの雰囲気を処理後のウェハが持ち出すことにより、処理前のウェハに影響を与え、今後更に処理の微細化、精密化が進んだ場合に処理の安定性・再現性を阻害する恐れがある。
【０００８】
また、複数のチャンバが取り付けられた真空処理装置において、お互いのチャンバ雰囲気の影響を防ぐためにチャンバに設けられたゲートバルブは排他的な動作で同時に開く動作が行えないため、ウェハの搬出が同時に行えず、今後処理速度を向上する上で障害となることが懸念された。
【０００９】
このように従来技術では、真空処理装置の設置面積あたりのウェハの処理能力に限界があること及び処理の安定性・再現性が損なわれ将来製品での歩留まりが低下することが危惧された。
【００１０】
本発明の目的は、設置面積あたりの生産性が高く、処理の安定性に優れ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】
【００１１】
上記課題を解決するために、例えば特許請求の範囲に記載の構成と処理手順を採用する。
本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、例えば、複数のカセット台が前面側に配置された大気搬送室を有する大気圧側ブロックと、前記大気搬送室の後方に配置された壁に区切られた複数の真空搬送室および前記真空搬送室に接続され、複数の前記真空搬送室に対応した複数のバルブを有する真空処理室を含む真空側ブロックと、を備えたことを特徴とする真空処理装置とする。
【００１２】
また、処理する試料が挿入されたカセットを載せるためのカセット台が前面側に配置された大気搬送室を有する大気圧側ブロックと、前記大気搬送室に接続されたロック室および前記ロック室に接続された真空搬送室および前記真空搬送室に接続された真空処理室を有する真空側ブロックと、を有する真空処理装置において、
前記真空搬送室は、前記試料を前記ロック室から前記真空処理室に搬送する際に通過する第一領域と、前記真空処理室で処理した後、前記試料を前記ロック室に搬送する際に通過する第二領域とを有し、前記第一領域と第二領域とは互いに分離されており、バルブの開閉により互いに独立して前記真空処理室に接続されるものであることを特徴とする真空処理装置とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、設置面積あたりの生産性が高く、処理の安定性に優れた真空処理装置を提供するができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第一及び第二の実施例に係る真空処理装置の全体の構成を説明するための概略上面図である。
【図２】本発明の第一の実施例に係る真空処理装置の要部断面図である。
【図３】本発明の第二の実施例に係る真空処理装置において、試料を処理室に搬入し、処理をする場合の要部断面図である。
【図４】本発明の第二の実施例に係る真空処理装置において、試料を処理室から搬出する場合の要部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明による真空処理装置の実施例を図面により詳細に説明する。
【実施例１】
【００１６】
本発明の第一の実施例に係る真空処理装置の全体の構成の概略について図１を用いて説明する。
【００１７】
図１に示す本実施例に係る真空処理室を含む真空処理装置１００は、大きく分けて、大気側ブロック１０１と真空側ブロック１０２とにより構成される。大気側ブロック１０１は、大気圧下で被処理物である半導体ウェハ等を搬送、収納位置決め等を行う部分であり、真空側ブロック１０２は、大気圧から減圧された圧力下でウェハ等の基板状の試料を予め定められた真空処理室内に搬送し、処理を行うブロックである。そして、真空側ブロック１０２の前述した搬送や処理を行う真空側ブロック１０２の箇所と大気側ブロック１０１との間に、試料を内部に有した状態で圧力を大気圧と真空圧との間で上下させる部分（ロック室１０５）を備えている。
【００１８】
大気側ブロック１０１は、内部に大気側搬送ロボット１０９を備えた略直方体形状の筐体１０６を有し、この筐体１０６の前面側に取付けられていて、処理用またはクリーニング用の被処理物としての試料（ウェハ）が収納されているカセットがその上に載せられる複数のカセット台１０７が備えられている。ここでは、カセット台を３個記載したがこの数に限らない。
【００１９】
真空側ブロック１０２は、第一の真空搬送室１０４と大気側ブロック１０１との間に配置され、試料を大気側と真空側との間でやりとりする試料を内部に有した状態で圧力を大気圧と真空圧との間でやりとりをするロック室１０５をひとつ又は複数備えている。第一の真空搬送室１０４は平面形状が略直方形状であり、内部が減圧されその内部に試料が搬送されて、試料を処理する真空処理室１０３が２面に接続可能である。本実施例では２つを接続する。また他の一辺に第二の真空搬送室１１０との間で試料をやりとりする真空搬送中間室１１１を備えている。
【００２０】
さらに、真空搬送中間室１１１の一方には第一の真空搬送室１０４が接続され、他の一方には第二の真空搬送室１１０が接続されている。第二の真空搬送室１１０も平面形状が略直方形状であり、３つの真空処理室１０３が接続可能であるが本実施例では２つが接続されている。
この真空側ブロック１０２は、全体が減圧されて高い真空度の圧力に維持可能な容器である。
【００２１】
第一の真空搬送室１０４および第二の真空搬送室１１０は、その内部が搬送室とされており、それぞれの搬送室内には、真空下でロック室１０５と真空処理室１０３または真空搬送中間室１１１との間で試料を搬送するための真空搬送ロボット１０８がその中央に配置されている。この真空搬送ロボット１０８は、そのアーム上に試料が載せられて、第一の真空搬送室１０４では真空処理室１０３に配置された試料台上とロック室１０５または真空搬送中間室１１１の何れかとの間で試料の搬入、搬出を行い、第二の真空搬送室１１０では真空搬送中間室１１１と真空処理室１０３との間で試料の搬入、搬出を行う。これら真空処理室１０３、ロック室１０５および真空搬送中間室１１１と真空搬送室１０４の搬送室との間には、それぞれ気密に閉塞、開放可能なバルブ１２０により連通する通路が設けられており、この通路は、バルブ１２０により開閉される。
【００２２】
図２にロック室１０５と第一の真空搬送室１０４およびそこに接続された真空処理室１０３の断面図を示す。
【００２３】
ロック室１０５、１０５’と第一の真空搬送室１０４、１０４’は上下に複数配置されており、そこにそれぞれ接続される真空搬送室１０４、１０４’との間にそれぞれバルブ１２０、１２０’を備えている。また、真空搬送室１０４と１０４’には、それぞれ独立して制御可能な真空搬送ロボット１０８、１０８’が設置されている。真空処理室１０３は上下に２つのバルブ１２０、１２０’を備えており、それぞれが真空搬送室１０４と真空搬送室１０４’に接続されている。
【００２４】
次に、図１に示した構成を有する真空処理装置により、試料に対する処理を行う際の試料の搬送過程の概要を説明する。
【００２５】
複数のカセット台１０７の何れか上に載せられたカセット内に収納された複数の半導体ウェハ等の試料は、真空処理装置１００の動作を調節する図示しない制御装置の判断の下に、または、真空処理装置１００が設置される製造ラインの制御装置等からの指令を受けて、その処理が開始される。制御装置からの指令を受けた大気側搬送ロボット１０９は、カセット内の特定の試料をカセットから取り出し、取り出した試料を大気圧状態のロック室１０５に搬送する。
【００２６】
試料が搬送されて格納されたロック室１０５は、搬送された試料を収納した状態でバルブ１２０が閉塞されて密封され所定の圧力まで減圧される。その後、第一の真空搬送室１０４に面した側のバルブ１２０が開放されてロック室１０５と第一の真空搬送室１０４の搬送室とが連通され、真空搬送ロボット１０８は、そのアームをロック室１０５内に伸張させて、ロック室１０５内の試料を第一の真空搬送室１０４側に搬送する。真空搬送ロボット１０８は、そのアームに載せた試料を、カセットから取り出した際に予め定められた真空処理室１０３又は真空搬送中間室１１１の何れかに搬入する。
【００２７】
試料が所定の真空処理室１０３に搬送された後、この処理室と第一の真空搬送室１０４との間を開閉するバルブ１２０が閉じられて処理室が封止される。その後、処理室内に処理用のガスが導入されて試料が処理される。
【００２８】
試料の処理が終了し、処理用のガスが停止され、処理室内から処理ガスが排気された後、真空処理室１０３に設置された他方のバルブ１２０’を開き、第一の真空搬送室１０４’に真空搬送ロボット１０８’により搬送される。その後、真空処理室１０３側のバルブ１２０’を閉じロック室１０５’と接続されたゲートバルブ１２０’を開にし、真空状態のロック室１０５’へと搬送される。ロック室１０５’に試料が搬送されると、このロック室１０５’と第一の真空搬送室１０４’の搬送室とを連通する通路を開閉するバルブ１２０’が閉じられて第一の真空搬送室１０４’の搬送室が密封され、ロック室１０５’内の圧力が大気圧まで上昇させられる。なお、真空処理室での処理の終了は、処理時間から求めることもできるし、処理室内の所定ガスの濃度を検出することにより知ることもできる。また、ロック室１０５と１０５’内の圧力は独立に制御することができるため、一方を大気圧状態、一方を真空状態とすることができる。
【００２９】
その後、筐体１０６の内側のバルブ１２０’が開放されてロック室１０５’の内部と筐体１０６の内部とが連通され、大気側搬送ロボット１０９は、ロック室１０５’から元のカセットに試料を搬送してカセット内の元の位置に戻す。
【００３０】
以上説明したように試料を搬送することにより、真空処理室１０３で処理した試料は第一の真空搬送室１０４’を介してロック室１０５’へ搬送されるため、処理前の試料が通過するロック室１０５及び第一の真空搬送室１０４を、処理後のウェハに付着した所定のガスはその反応生成物により汚染することがない。これにより、処理前の試料の状態を一定にでき（処理品質の向上）、安定して再現性良く処理を実行することができる。なお、本実施例では第一の真空搬送室１０４、１０４’とロック室１０５、１０５’を配置したが、ロック室は分離せず、第一の真空搬送室のみ分離しても効果が得られる。但し、両者をそれぞれ分離した方がより高い効果を得ることができる。
【００３１】
また、第一の真空搬送室１０４、１０４’及びロック室１０５、１０５’を縦に積層して配置することにより、真空処理装置が配置される床面積が増加することはない。
【００３２】
真空搬送中間室１１１及び第二の真空搬送室１１０も複数配置することにより、又縦に積層して配置することにより、同様の効果が得られる。
【００３３】
本実施例では同じ真空搬送室１０４に備えられたバルブ１２０、真空処理室１０４’に備えられたバルブ１２０’はそれぞれの真空搬送室の中で排他的に開閉される。すなわち、真空搬送中間室１１１に搬送された試料は第一の真空搬送室１０４との間を開閉するバルブ１２０が閉じられて真空搬送中間室１１１が封止される。その後、真空搬送中間室１１１と第二の真空搬送室１１０との間を開閉するバルブ１２０を開けて、第二の真空搬送室に備えられた真空搬送ロボット１０８を伸張させて、第二の真空搬送室内１１０に試料を搬送する。真空搬送ロボット１０８は、そのアームに載せた試料を、カセットから取り出した際に予め定められたいずれかの真空処理室１０３に搬送する。
【００３４】
また、１つの真空処理室に備えられたバルブ１２０とバルブ１２０’も排他的に制御される。すなわち、処理前の試料と処理後の試料が直接交わることのない状態で搬送される。
【００３５】
以上説明したように、複数のロック室’、複数の第一の真空搬送室、複数の真空搬送中間室、複数の第二の真空搬送室を独立して制御することにより、スループットが向上する等搬送効率を向上することができる。
以上、本実施例によれば、設置面積あたりの生産性が高く、処理の安定性に優れた真空処理装置を提供することができる。
【実施例２】
【００３６】
本発明に係る第２の実施例について図２と図３を用いて説明する。なお、実施例１に記載され本実施例に未記載の事項は特段の事情がない限り本実施例にも適用することができる。
【００３７】
図３は、本実施例に係る真空処理装置において、試料を処理室に搬入する場合の要部断面図である。また、図４は、試料を処理室から搬出する場合の要部断面図である。大気圧ブロック側やロック室１０５、１０５’から第一の真空搬送室１０４、１０４’までの構成は図２と同様であり、真空処理室１０３に備えられたステージ２１０は図示しない上下機構を有している。試料を、第一の真空搬送室１０４から真空処理室１０３に搬入するために、第一の真空搬送室１０４と真空処理室１０３の間に備えられたバルブ１２０を開く場合は、ステージ２１０を上方に移動し真空処理室内の容積を小さくして、試料の処理中は無駄な空間を排除する構造とした。図３の状態でガスが導入され、ポンプ２２０で排気を行い処理が行われる。試料の処理が終了したことが検出されると、図４に示すとおり、ステージ２１０は下方に下降し、第一の真空搬送室１０４’と真空処理室１０３との間のバルブ１２０’が開き、第一の真空搬送室１０４’へ真空搬送ロボット１０８により試料が搬送される。
【００３８】
この場合もバルブ１２０とバルブ１２０’は排他的に制御され処理前後の試料が交わることのない状態で処理される。
【００３９】
本実施例は、真空処理室１０３にバルブ１２０、１２０’を２個設置することで大きくなった容積を従来装置同様に処理容積にすることが出来、試料処理を複数のバルブを持たない真空処理室と同様な処理が可能となる。
【００４０】
以上、本実施例においても実施例１と同様の効果を得ることができる。また、真空処理室を仕切る手段を備えることにより、処理時の処理室内容積を低減でき、導入ガス量の低減、排気効率の向上等を図ることができる。
【００４１】
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることも可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【符号の説明】
【００４２】
１００…真空処理装置、１０１…大気側ブロック、１０２…真空側ブロック、１０３…真空処理室、１０４、１０４’…第一の真空搬送室、１０５、１０５’…ロック室、１０６…筐体、１０７…カセット台、１０８、１０８’…真空搬送ロボット、１０９…大気搬送ロボット、１１０…第二の真空搬送室、１１１…真空搬送中間室、１２０、１２０’…バルブ、２１０…ステージ、２２０…ポンプ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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