(57)【要約】【課題】異物の発生や試料台表面の摩耗を抑制し生産性の高いプラズマ処理装置を提供する。【解決手段】真空容器内の処理室内側で試料に処理を施す複数の処理ユニットと、これらの処理ユニットの各々と連結され減圧された内部で前記試料が搬送され複数の真空搬送室と、これら真空搬送室同士の間でこれらと連結されて配置され内部に前記試料が搬送されて収納される空間を有した中間室と、前記中間室と連結された容器内部に配置された前記試料を収納可能なバッファ室と、このバッファ室内に配置され所定の温度に調節されて前記試料がその上に載せられる載置台と、前記バッファ室と前記中間室内部との間に配置され前記試料が出し入れされる開口と、前記開口を開放または気密に閉塞する蓋部材とを備え、前記試料が前記処理ユニットと前記ロック室との間で前記バッファ室を介して搬送される。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空容器内部に配置され減圧される処理室を有しその内側で試料に処理を施す複数の処理ユニットと、これらの処理ユニットの各々と連結され減圧された内部で前記試料が搬送され複数の真空搬送室と、これら真空搬送室同士の間でこれらと連結されて配置され内部に前記試料が搬送されて収納される空間を有した中間室とを備えた真空処理装置であって、
前記中間室と連結された容器内部に配置された前記試料を収納可能なバッファ室と、このバッファ室内に配置され所定の温度に調節されて前記試料がその上に載せられる載置台と、前記バッファ室と前記中間室内部との間に配置され前記試料が出し入れされる開口と、前記開口を開放または気密に閉塞する蓋部材とを備え、
前記試料が前記処理ユニットと前記ロック室との間で前記バッファ室を介して搬送される真空処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の真空処理装置であって、前記処理ユニットで処理を施される前または処理された後の試料が前記バッファ室に搬送されてその温度が前記所定の温度になるように温度調節がされる真空処理装置。
【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、前記蓋部材が前記開口を閉塞した状態で前記複数の真空搬送室内に配置された搬送ロボットがそのアーム先端部を前記中間室内部に進入させてこの中間室内部と前記真空搬送室内部との間で前記試料を搬送可能に構成された真空処理装置。
【請求項４】
請求項１または２に記載の真空処理装置であって、前記バッファ室が前記中間室の下方に配置され、前記開口が前記バッファ室の上方に配置され、前記蓋が上下方向に移動して前記バッファ室を開放または気密に閉塞する真空処理装置。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れかに記載の真空処理装置であって、前記中間室の上方あるいは下方に配置される前記バッファ室と、前記中間室を開放または気密に閉塞可能なゲートバルブとを備え、このゲートバルブは前記中間室の開口と前記バッファ室の開口のいずれか一つを選択的に閉塞する真空処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空搬送容器に連結された真空容器内の処理室内を減圧してこの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、特に複数の真空搬送容器同士の間でこれらを連結して試料がこれを介して搬送される中間室を有した真空処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記のような従来技術の例としては、特開２０１２−１３８５４２号公報（特許文献１）に開示されたものが知られている。
【０００３】
半導体ウエハなどの試料を試料台に載せて、その内部を減圧して試料に処理を行う真空処理装置であって、例えば、試料表面の対象膜を除去したり、試料表面に膜を堆積させたりしている。このような処理では、例えば、真空処理室内に処理用のガスを導入して化学的に活性なプラズマを形成することで、イオンや活性ガス種と試料との間の化学反応により処理が進行している。
【０００４】
ここで、前記化学反応が起こるかどうか、あるいは、化学反応によって生成された反応生成物が気体となって試料表面から脱離・放出されるか、あるいは、前記反応生成物が固体となって試料表面に堆積するかは、前記試料の温度に大きく影響される。例えば反応生成物の蒸気圧が低い材料を気体として試料表面から脱離・放出するためには、処理室の圧力を低くするか、試料温度を高くする必要がある。実用的に処理室の圧力には処理可能な制限があり、試料温度を十分に高くする必要がある。
【０００５】
このように、目的のプロセスに合わせて試料温度を制御する必要がある。そこで、前記試料台温度を制御することで試料温度を所望の温度に制御する方法を採っている。
【０００６】
前記試料台温度の制御手段としては、試料台内部に温度制御された熱交換液体を流したり、試料台内部にヒータを内蔵させて加熱制御したりしている。
【０００７】
前記試料の温度は、前記試料台からの熱伝達によって制御される。試料と試料台の間の熱伝達を効率よく行うために、試料と試料台を静電吸着力等により吸着させて、かつ、前記試料台の試料載置面上に極浅い溝を形成し、試料と試料台の間に出来る隙間空間にヘリウムなどの熱伝達用ガスを充満させるなどしている。あるいは、静電吸着は行わず試料を高温に制御された試料台の上に置いて試料を加熱する方法もある。
【０００８】
試料を試料台に静電吸着させる前記方法では、例えば試料温度を200℃〜300℃くらいの高温にして処理を行う場合は、前記試料台を常時高温に制御・維持して、試料は、高温に温度制御された前記試料台の上に載置された後に、静電吸着力によって試料台に吸着され、前記隙間空間に充満した前記熱伝導ガスを熱伝達媒体として加熱される。ウエハ温度が処理条件に適した温度になったのち、処理が開始される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１２−１３８５４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記の従来技術において、処理前の試料を高温の前記試料台の上に載置され、前記試料台の上に吸着された状態で加熱される場合、試料は前記試料台に吸着された状態で熱膨張するため、試料裏面と試料台表面が摩耗して、微小異物が発生したり、前記試料台表面の表面粗さが変化することで試料と試料台との間の接触による熱伝達の効率が変化して試料温度の制御性が低下したりすることになる。このような問題点については上記従来技術では十分に考慮されていなかった。
【００１１】
一方、試料を試料台に吸着させない場合では、試料と試料台の間の前記隙間に前記熱伝導ガスを導入できないため、試料と試料台との間の圧力は処理室とほぼ同等の低い圧力となり熱伝達効率は低くなってしまう。このため、処理を開始するまでに試料を十分に加熱するのは実用的に難しく、処理室内の別の熱源、例えばプラズマ処理中のプラズマからの入熱によって試料を加熱することが考えられる。しかしながら、このような構成では、処理中に試料の温度が徐々に上昇するため処理中の試料温度を厳密に制御することが困難となってしまう点について、上記従来技術では十分に考慮されていなかった。
【００１２】
さらに、プラズマ処理後に高温になった試料は、大気圧雰囲気にあるカセットに返送する際に試料をカセットの耐熱温度以下まで冷却される必要がある。通常、大気雰囲気化で試料を搬送するロボットはハンド上で試料を保持するために試料をハンド上面に真空吸着させたりするが、ハンドと試料の接触面で局所的に試料の温度が低下して試料中に高温部と低温部の温度勾配が出来ることで熱応力が発生し、試料が破損してしまう虞がある。
【００１３】
そこで、真空処理が完了して試料を大気雰囲気化のロボットに搬送する前に試料を冷却することが求められる。このような要求に対しては、真空側の搬送経路に試料を冷却するステージ等を配置してこのステージ上に試料を配置し冷却していたが、このステージ等の設置により装置全体の床面積が大きくなってしまい、装置の維持コストが増大してしまうことや、あるいは、試料の冷却時間が長いことでスループットが低下してしまうことについて、上記従来技術では考慮が不足していた。
【００１４】
本発明の目的は、試料を高温、あるいは、低温の広い範囲でその温度を制御してプラズマ処理を行うプラズマ処理装置であって、異物の発生や試料台表面の摩耗を抑制し生産性の高いプラズマ処理装置を提供することにある。
【００１５】
また、処理後に高温になった試料を大気雰囲気化にある搬送ロボットに搬送する前に効率的に冷却することができるプラズマ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】
【００１６】
上記目的は、真空容器内部に配置され減圧される処理室を有しその内側で試料に処理を施す複数の処理ユニットと、これらの処理ユニットの各々と連結され減圧された内部で前記試料が搬送され複数の真空搬送室と、これら真空搬送室同士の間でこれらと連結されて配置され内部に前記試料が搬送されて収納される空間を有した中間室とを備えた真空処理装置であって、前記中間室と連結された容器内部に配置された前記試料を収納可能なバッファ室と、このバッファ室内に配置され所定の温度に調節されて前記試料がその上に載せられる載置台と、前記バッファ室と前記中間室内部との間に配置され前記試料が出し入れされる開口と、前記開口を開放または気密に閉塞する蓋部材とを備え、前記試料が前記処理ユニットと前記ロック室との間で前記バッファ室を介して搬送される真空処理装置により達成される。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【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示す図である。
【図２】図１に示す実施例の搬送室の構成の概略を示す縦断面図である。
【図３】図１に示す実施例の変形例に係る真空処理装置のバッファ室の構成の概略を示す縦断面図である。
【図４】図３に示す変形例において真空搬送室の保守を実施している状態を模式的に示す縦断面図である。
【図５】図１示す実施例の別の変形例に係る真空処理装置のバッファ室の構成の概略を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の実施の形態について図面を参照して以下に説明する。
【実施例】
【００１９】
以下、本発明の実施例を図１及び２を用いて説明する。図１は、本発明の実施例に係る真空処理装置の構成の概略を示す図であり、図１（ａ）は真空処理装置の全体の構成を示す上面断面図を、図１（ｂ）は斜側面図を示している。
【００２０】
本実施例の真空処理装置は、大きく前後に分けて、前方側の大気ブロック１０１とその後方側に配置されこれに連結された真空ブロック１０２とを備えている。一方の大気ブロック１０１は大気圧下の内部で処理対象となる半導体ウエハ等の基板状の試料Ｗを搬送したり、試料Ｗの中心の周りでのその特定の外縁端部の位置を合わせる等の動作を行なう部分であり、他方の真空ブロック１０２は減圧された圧力下で試料Ｗを搬送し、処理等を行ない、試料Ｗを載置した状態で圧力を上下させる部分である。
【００２１】
大気ブロック１０１は大気圧またはこれから僅かに高い圧力にされた大気搬送室１０６を内部に有した筐体と、この直方体形状の筐体の前面に取付けられ処理用又はクリーニング用の試料Ｗが収納されているカセットが上面に設置されるカセット台１０７を複数備えている。大気搬送室１０６内には、カセット台１０７上に載せられたカセットの内部と後述のロック室１０５との間又は大気搬送室１０６の水平方向の左右いずれかの端部に配置された図示しない試料の位置合わせ機との間或いはロック室１０５と位置合わせ機との間でその伸縮可能なアームの先端部上に試料を載せて搬送する大気搬送ロボット１０９が配置されている。
【００２２】
真空ブロック１０２は、減圧された内部の空間である処理室内に搬送された試料Ｗを処理する処理ユニット１０３−１，１０３−２，１０３−３，１０３−４と、これらの処理ユニットに連結され減圧された内部に試料Ｗを搬送する真空搬送ロボット１１０を備えた真空搬送室１０４−１、１０４−２、及びこれらの真空搬送室１０４−１と１０４−２との間に配置されてこれらと内部同士が連結された中間室１０８、さらには真空搬送室１０４−１の前面側の壁面と大気ブロック１０１の筐体との間に配置されてこれらを連結するロック室１０５とを備えている。この処理ブロック１０２は減圧されて高い真空度の圧力に維持可能なユニットである。
【００２３】
処理ユニット１０３−１乃至１０３−４は、真空容器の内部に試料Ｗが処理される円筒形を有した処理室が備えられ、その内部に配置された部品は試料Ｗの処理の条件に合わせた温度に制御されており、本実施例では、処理中に試料Ｗの温度が２００〜３００℃になるように調節されている。一方で、真空搬送室１０４−１，１０４−２、大気搬送室１０６とその内部の部品やカセット台１０７およびカセット内に収納された処理前の試料Ｗは常温（この真空処理装置が設置されたクリーンルーム等の建屋の内部の温度）にされている。
【００２４】
本実施例の真空処理装置に係る試料Ｗの搬送方法と試料Ｗの加熱あるいは冷却の方法について図２を用いて説明する。図２は、図１に示す実施例の搬送室の構成の概略を示す縦断面図である。
【００２５】
本図において、カセットは内部に試料Ｗを収納した状態でカセット台１０７上に載せられて筐体と接続され、大気搬送室１０６内部とカセット内部とが連結される。さらに、試料Ｗは大気搬送ロボット１０９によって大気搬送室１０６内に搬出された後、必要に応じて上記位置合わせがされた後、ロック室１０５内に搬送される。
【００２６】
本実施例では、ロック室１０５はロック室１０５−１とロック室１０１−２とが上下方向に重ねられて積み上げられて上方から見て重ねられた構成を有している。また、本例では、各々のロック室１０５−１，１０５−２の装置の前後方向（図上左右方向）の端部に配置され各々上方または下方に移動して当該端部の開口をその内部と大気搬送室１０６及び真空搬送室１０４−１との間を気密に閉塞または開放する４個のゲートバルブ２０６−１，２０６−２，２０７−１，２０７−２が備えられている。なお、大気搬送ロボット１０９は試料Ｗの搬送中に試料Ｗを落としたりそのアーム先端の試料Ｗ保持部であるハンド上面で滑り搬送後の試料Ｗの位置の精度が低下したりすることを抑制するため、試料Ｗをその裏面とハンドの上面との間に微小な隙間が生じるようにハンド上に載せ、この隙間内部のガスを吸引し排気することで減圧して試料Ｗをハンド上面に吸着させて保持する手段を有している。
【００２７】
このような真空処理装置において、試料Ｗがカセットから取り出されてその位置合わせ後に何れかのロック室１０５に搬送される。当該ロック室１０５内部の収納空間内にウエハが収納され、その大気搬送室１０６側のゲートバルブ２０６−１または２０６−２の何れかが閉じられて内部が外部に対して気密に封止された後、図示しない排気ポンプの駆動によりロック室１０５内部が排気されて真空搬送室１０４−１と同じかこれと見做せる程度に近似した所定の値の真空度の圧力まで減圧される。ロック室１０５内部の圧力が前記所定の圧力以下になったことが検知されると、上記ロック室１０５の真空搬送室側に配置されたゲートバルブ２０７−１または２０７−２の何れかが開放されて、真空搬送ロボット１１０がそのアームを伸長させてロック室１０５内部の試料Ｗを受け取りアームを収縮させて真空搬送室１０４−１内に搬出する。
【００２８】
真空搬送ロボット１１０は、前記所定の高い真空度に維持された真空搬送室１０４−１内部に配置されているため、真空搬送ロボットのアーム先端部の試料Ｗ保持用のハンドを試料Ｗの間に隙間を設けても前記大気ロボットのように減圧して上下差圧により試料Ｗをハンドに吸着させることができない。したがって、たとえば真空ロボットハンドの上面に摩擦係数の大きなゴムパッド等を取り付け、試料Ｗはこのゴムパッド上に載置されるようにしている。本実施例では、演算用の半導体デバイスや半導体メモリ等の記憶手段を有した真空処理装置の制御ユニット（図示せず）は、ゴムパッドの摩擦力によって真空ロボットハンド上で試料Ｗが滑らないように真空ロボットの動作加速度を制御している。
【００２９】
試料Ｗを受け取った真空ロボット１１０は処理ユニット１０３−１〜１０３−４のいずれかに試料Ｗを搬送する。搬送された試料Ｗは当該ユニット内部の真空処理室内に配置されてこの処理室内部に形成されたプラズマを用いて予め定められた処理が施される。本実施例では、２つの真空搬送室１０４−１と１０４−２を有しており、これら真空搬送室が中間室１０８で接続された構成としている。中間室１０８は真空搬送室１０４−１、１０４−２と空間的に接続されており、内部の圧力は真空搬送室１０４−１、１０４−２と同等の高い真空度に維持されている。
【００３０】
中間室内部には試料Ｗを保持するステージ、あるいは、試料Ｗ保持ピンがあり、真空ロボット１１０−１と１１０−２の間での試料Ｗの受け渡しに使用される。本実施例では２つの真空排気室とそれぞれの真空搬送室に各々２つの処理ユニットを備えた、すなわち全体で４つの真空処理室を備えた装置構成としているが、真空搬送室は１つのみとして中間室を備えない構成としてもよいし、第３、第４の真空搬送室を追加することでより多くの真空処理室を備える構成としてもよい。
【００３１】
ここで、処理前の試料Ｗは通常は常温である。一方で真空処理室１０３の試料台温度は２００〜３００℃に制御されている。この常温の試料Ｗを高温の試料台の上に載置すると、試料Ｗは試料台からの入熱により加熱される。ここで試料Ｗを前記静電吸着力により試料台に吸着させると、前述の通り試料Ｗの熱膨張により試料Ｗ裏面側が摩耗して微小異物が発生して製品不良が発生するなどの不具合が生じる恐れがある。
【００３２】
そこで、前述の通り真空ロボット１１０が前記ロック室１０５から試料Ｗを受取り後、試料Ｗを直接処理ユニット１０３の真空処理室内に搬送せずに、先にバッファ室２０１に搬送する。本実施例ではバッファ室２０１は図２に示されるように中間室１０８の下方に配置された真空容器内部の室であって試料Ｗを収納可能な空間である。
【００３３】
バッファ室２０１の上面は開口として開放可能となっており、この開口を上下方向に移動して開閉可能な蓋２０２を中間室１０８内に有している。蓋２０２は図示しないエアシリンダ等によって上下に動作可能に構成されている。バッファ室内には、収納された試料Ｗがその上面と接する或いは微小な隙間を介して載せられて保持される載置台である円筒形また円板形状の部材である均熱板２１０が配置されている。
【００３４】
図２（ａ）は，真空ロボット１０１が前記バッファ室２０１に試料Ｗを搬入するときの状態を示している。蓋２０２およびリフトピン２０３はその高さ方向の上限の位置にある状態が示されている。
【００３５】
この状態で、真空ロボット１１０が試料Ｗを前記リフトピン２０３の上に搬送して載せる。試料Ｗが載せられてこれを保持したリフトピン２０３が下降して試料Ｗは均熱板２１０の上面に載置されるか、あるいは、試料Ｗと均熱板２１０との隙間が極微小となる位置で停止する。
【００３６】
図２（ｂ）には、試料Ｗは完全にバッファ室２０１内部に収納された状態が示されている。本図の状態では、試料Ｗが収納された状態で蓋２０２が下降して開口が閉塞された状態が示されている。この開口が閉塞された状態では、その外周を囲んで配置されて蓋２０２とバッファ室２０１の上部部材との間に配置されたシール部材２０８によってバッファ室２０１と蓋２０２は気密に封止される。
【００３７】
均熱板２１０は、図示しないヒータにより２００〜３００℃の高温に制御されており、均熱板に配置されるか或いは隙間が極微小な位置で離間して保持された常温の試料Ｗは、均熱板からの入熱により加熱される。この際、バッファ室２０１内部の圧力が低いと熱伝達の効率が低く試料Ｗを効果的に加熱することができない。
【００３８】
そこで、本実施例では、バルブ２０４を開きバッファ室２０１内部に窒素ガスを導入し、バッファ室２０１内部の圧力を１００Ｐａ乃至大気圧またはこれと見做せる程度に近似した値の圧力に増大させる。このようにすることで、窒素ガスが熱伝達因子となり試料Ｗを効率的に加熱することができる。
【００３９】
なお、前記熱伝導ガスは窒素ガスだけでなく例えばヘリウムガス等の不活性ガスを用いることができる。また本実施例では、制御ユニットにより試料Ｗ温度が十分に加熱されたことが検知される或いは十分に加熱されると推定できる時間が経過したことが検出されると、バルブ２０５が開放されてバッファ室２０１内部が排気されて真空搬送室１０４の内部とほぼ同等の圧力になるまで減圧された後、蓋２０２及びリフトピン２０３を上昇させることで試料Ｗが均熱板２１０の上面上方で真空搬送ロボット１１０と受け渡し可能な高さの位置に移動される。
【００４０】
バッファ室２０１内部で十分に加熱された試料Ｗは真空搬送ロボット１１０−１，１１０−２の何れかによって真空搬送室１０４−１，１０４−２に連結された処理ユニット１０３−１乃至１０３−４の何れかに搬送される。この際の試料Ｗの温度は各ユニットの真空処理室内の試料台の温度と同等またはこれと見做せる程度に近似した温度となっているため、前述のように試料Ｗをこの試料台上面の誘電体膜上に載せて静電吸着しても、試料Ｗの熱による膨張量は十分に小さくなり、試料Ｗ裏面の摩耗が低減して異物の生起が抑制される。
【００４１】
また、試料Ｗを各処理ユニット内部の試料台上面に吸着させない場合においては、当該ユニットの真空処理室での処理の開始時から試料Ｗの温度が十分に高くされている為、処理結果としての加工の精度が向上され、或いは処理の時間が短縮され処理の効率が向上する。また、本実施例ではバッファ室２０１がロック室１０５の下方に配置された例が開示されているが、バッファ室２０１をロック室１０５の上方に配置しても良い。
【００４２】
本実施例の真空処理装置のように、中間室１０８の下方に配置され内部に収納した試料Ｗの温度を調節可能なバッファ室２０１と、その上部の開口を気密に閉塞可能な蓋２０８を備えてこれを開閉動作させる構成を備えることにより、真空処理装置の設置に要する面積を小さくし生産性の高い真空処理装置が実現される。
【００４３】
上記の実施例では、真空処理室の試料台の温度が２００〜３００℃の場合について示したが、真空処理室の試料台温度が例えばマイナス４０℃〜０℃のようにより低温の場合の変形例を以下に示す。
【００４４】
上記の実施例に示したように、カセットに収納された処理前の試料Ｗは、通常常温であり、処理ユニットの試料台温度が前記のように低温の場合は、試料Ｗを試料台に載置して静電吸着力により吸着すると試料Ｗの熱収縮により試料Ｗ裏面が摩耗する恐れがある。
【００４５】
特に、図１に示すように真空処理装置が処理ユニット１０３−１乃至１０３−４を備え、例えば、処理ユニット１０３−１で試料Ｗに処理を実施した後に、試料Ｗを大気側に取出すこと無く真空搬送室１０４−１を介して処理ユニット１０３−２に搬送して処理を施す工程が考えられる。ここで処理ユニット１０３−１の試料台の温度が例えば２００℃、真空処理室１０３−２の試料台の温度が０℃の場合について考察する。
【００４６】
この際、処理ユニット１０３−１で処理が終了した直後で高温になっている試料Ｗを真空処理室１０３−２に搬送して内部の低温にされた試料台の上面に載置して真空吸着すると試料Ｗの熱収縮によって試料Ｗの損傷或いはその裏面と試料台上面との間の摩耗により異物が生起し処理の歩留まりを損なってしまう虞が生じる。
【００４７】
このような問題を解決するため、本変形例では実施例と同様に、試料Ｗをその処理を実施する処理室に搬送する前にバッファ室２０１に搬送して、試料Ｗの温度を当該処理室の試料台上面の温度と同等（かこれと見做せる程度に近似した）温度或いは常温（かこれと見做せる程度に近似した値の温度）になるまで冷却する。この際、バッファ室２０１の均熱板２１０は、図示しない冷却手段によって所定の温度となるように調節されている。このような冷却の手段としては、均熱板２１０の内部に配置された流路内に上記所定の温度にされた冷媒を通流させる或いは均熱板２１０と熱的に接続されたフィンにより放熱して冷却することが考えられる。
【００４８】
また、試料Ｗの冷却中は実施例と同様に、バッファ室２０１内部に窒素ガスを導入して１００Ｐａ〜大気圧近傍の値の圧力なるように調節しているが、試料Ｗの温度が相対的に高い場合にはバッファ室２０１の内部のガスの温度が上昇して冷却する効率が低下してしまう。そこで、バルブ２０４を開いて常に窒素ガスをバッファ室２０１の内部に供給しつつ並行してバルブ２０５を開いて排気することで窒素等不活性ガスを通流させる或いは定期的にバッファ室２０１内部への当該不活性ガスの導入と排気を交互に繰り返してバッファ室２０１内部のガスを置換しても良い。
【００４９】
上記の変形例においては、真空処理室で相対的に高い温度で処理された試料Ｗを前述のように高い温度のままカセットに搬送しようとすると、大気ロボット１０９のアームの先端部に配置されたハンドが試料Ｗを真空吸着する際に試料Ｗと当該ハンドとの接触面のみが急冷却されて熱応力によって試料Ｗが破損してしまったり、試料Ｗの温度がカセットの耐熱温度以上である場合にカセットを破損させたりする虞が生じる。このような場合にも、上記変形例のように、処理後に高温になった試料Ｗをバッファ室２０１に搬送して試料Ｗの温度を破損の生じない所定の温度以下まで低下させた後にカセットに搬送することにより、上記問題の生起が抑制される。
【００５０】
別の構成を有するバッファ室３０１を有した本発明の実施例に係る真空処理装置の別の変形例を図３に示す。図３は、図１に示す実施例の変形例に係る真空処理装置の構成の概略を示す縦断面図である。
【００５１】
本図に示す例は、バッファ室３０１の開口は側面に有しており、特に真空搬送室１０４−１側に開口を配置している。上記実施例または変形例に示した例と同様に、試料Ｗをバッファ室３０１の内部に搬入し均熱板２１０上に載置する或いは微小な隙間を開けた高さ位置に移動させて保持し、処理前あるいは処理後の試料Ｗを加熱あるいは冷却するものである。本例の特徴は、バッファ室３０１を中間室３０４の直下方に配置しており、且つ当該バッファ室２０１の側面の開口と中間室３０４の側面の開口が同等の形状または寸法にされている点である。バッファ室３０１の開口はゲートバルブ３０２によって開閉され、前述のようにその内部を加圧または減圧可能な構成にされ、ゲートバルブ３０２によって中間室３０４の側面の開口も開放及び気密に閉塞可能に構成されている。
【００５２】
図３（ａ）は、ゲートバルブ３０２が開放されて真空ロボット１１０−１が試料Ｗをバッファ室３０１内部に搬入している状態が示されている。一方、図３（ｂ）は，ゲートバルブ３０２がバッファ室３０１の開口を閉じてバッファ室３０１内部で試料Ｗが加熱或いは冷却されている状態が示されている。
【００５３】
本例では、バッファ室３０１内部がゲートバルブ３０２により気密に封止されている間に、真空ロボット１１０−１および１１０−２は中間室３０４内部にそのアーム先端部のハンドを進入させる（アクセスする）ことが可能である。図４に、ゲートバルブ３０２が中間室３０１の一方の側面の開口を気密に閉塞している状態で、閉塞された側に連結された真空搬送室１０４−２内部を大気開放して内部を保守または点検している状態を示す。
【００５４】
図４は、図３に示す変形例において真空搬送室の保守を実施している状態を模式的に示す縦断面図である。本例では、真空搬送室１０４−２を構成する真空容器の上部の蓋が開放されてその内部が大気雰囲気に曝露されて、真空ロボット１１０−２本体または部品の交換等のメンテナンスが実施されている。前述のように、中間室３０４の開口がゲートバルブ３０２により気密に閉塞されている為、真空搬送室１０４−１内部は、これに連結された処理ユニット内部の真空処理室の内部と同等またはこれより僅かに高い値の所定の真空度に維持され、真空搬送室１０４−２内部を大気圧雰囲気に開放して真空搬送室１０４−２内部の清掃や真空ロボット１１０の部品交換等の保守の作業を行うのと並行して真空搬送室１０４−２とこれに連結された他の処理ユニットではカセットから搬送された試料Ｗに対する処理を継続することが可能である。
【００５５】
次に、中間室１０８及びバッファ室２０１の別の構成を有する真空処理装置の別の変形例を図５を用いてに示す。図５は、図１示す実施例の別の変形例に係る真空処理装置のバッファ室の構成の概略を示す縦断面図である。
【００５６】
本例において、真空搬送室１０４−１及び１０４−２の間に是等と連結されたバッファ室４０１が配置される。バッファ室４０１内部には均熱ステージ４０５と、搬送中間ステージ４０６が配置されており、この均熱ステージ４０５と搬送中間ステージ４０６との間にはこれらを区画する真空フランジ４０２を有している。本例において、均熱ステージ４０５、搬送中間ステージ４０６、および真空フランジ４０２は一つの部材として一体として構成されており、バッファ室の図上上方（実機では左右方向）の側壁に連結されたエアシリンダなどの駆動装置４０３によって水平方向に動作可能な構造となっている。
【００５７】
図４（ａ）に真空搬送ロボットが均熱ステージ４０５に試料Ｗを載置する際の状態を示す。この際に、バッファ室４０１の内部は真空搬送室１０４−１および１０４−２と空間的に接続しており、内部は、真空処理室と同等またはこれより僅かに高い値の真空度に維持されている。次に、バッファ室４０１の水平方向の何れかの側面（図上上方の側面）の外側に配置された駆動装置４０３により、その水平方向に延在するアクチュエータの軸の先端部と連結された均熱ステージ４０１、搬送中間ステージ４０６及び真空フランジ４０２を、バッファ室４０１の内部で軸の方向（図上上下方向）に移動させる（図４（ｂ））。
【００５８】
図４（ｂ）に示す状態で、バッファ室４０１内部の壁面から中央側に突出しているフランジ部とアクチュエータに連結された真空フランジ４０２の外周側の表面とで対向させて、これらの間に配置されたシール部材４０４が挟まれて当該フランジ部と真空フランジ４０２とによりバッファ室４０１の空間を区画して、移動した均熱ステージ４０５が収納された一方の空間４０７が他方の空間に対して気密に閉塞される。ここで、第１ないし第５の実施例と同様に処理前あるいは処理後の試料Ｗを加熱あるいは冷却する。この間、真空ロボット１１０−１、および、１１０−２は搬送中間ステージ４０６にアクセス可能であり、真空搬送室１０４−１と１０４−２の間で試料Ｗの受け渡しが可能である。
【００５９】
本実施例のように搬送中間ステージと試料Ｗの加熱あるいは冷却用の均熱ステージを水平方向に並べて配置することで、前記真空搬送ロボットを水平方向に移動させることで真空処理装置の上下方向の高さを必要十分な値まで低減させることが出来、真空処理装置が小型化され製造コストが低減される。
【符号の説明】
【００６０】
１０１…大気ブロック、１０２…真空ブロック、１０３…処理ユニット、１０４−１，１０４−２…真空搬送室、１０５，１０５−１，１０５−２…ロック室、１０６…大気搬送室、１０７…カセット台、１０８…中間室、１０９…大気搬送ロボット、１１０−１，１１０−２…真空搬送ロボット、２０１…バッファ室、２０２…蓋、２０３…リフトピン、２０４…バルブ、２０５…バルブ、２０６…ゲートバルブ、２０７…ゲートバルブ、２０８…シール部材、２０９…シリンダ、２１０…均熱板、３０１…バッファ室、３０２…ゲートバルブ、３０３…リフトピン、３０４…中間室、４０１…バッファ室、４０２…真空フランジ、４０３…駆動装置、４０４…シール部材、４０５…均熱ステージ、４０６…搬送中間ステージ。
【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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