(57)【要約】【課題】生産性の低下を招くことなく、省エネルギー化を行うことのできる真空処理装置を提供する。【解決手段】エッチング処理装置１は、搬送チャンバー２、複数の処理チャンバー３，４、複数のカセットチャンバー７，８を具備しており、搬送チャンバー２内には、搬送機構１４が設けられている。制御装置１７は、搬送機構１４の動作が所定時間以上停止する際に、この搬送機構１４が設けられた搬送チャンバー２の真空排気を行う真空排気機構の開閉弁１５を閉じて、真空ポンプ１６の動作を停止するよう構成されている。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理基板を収容し、真空雰囲気下で前記被処理基板に処理を施すための処理チャンバーと、
前記処理チャンバーに開閉機構を介して接続された搬送チャンバーと、
前記搬送チャンバー内に設けられ、前記被処理基板を搬送する搬送機構と、
前記搬送チャンバー内を真空雰囲気に排気する真空ポンプと、
前記搬送チャンバーと前記真空ポンプとの間に介挿された開閉弁と、
前記搬送機構の動作が所定時間以上停止する際に、前記開閉弁を閉じて、前記真空ポンプの動作を停止する制御手段と、
を具備したことを特徴とする真空処理装置。
【請求項２】
請求項１記載の真空処理装置において、
前記所定時間は、前記真空ポンプの停止時間内に削減される電力量が、前記真空ポンプの再起動時に余分に必要となる電力量より多くなる時間であ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記載の真空処理装置において、
前記制御手段が、前記開閉弁を閉じた後、所定時間経過後に前記真空ポンプの動作を停止することを特徴とする真空処理装置。
【請求項４】
請求項１〜３いずれか一項記載の真空処理装置において、
前記被処理基板を複数枚収納可能とされたカセットを収容するためのカセットチャンバーが、前記搬送チャンバーに、開閉機構を介して接続されていることを特徴とする真空処理装置。
【請求項５】
請求項４記載の真空処理装置において、
前記被処理基板のアライメントを行うアライメント機構を具備し、前記搬送機構は、前記カセットチャンバーから前記被処理基板を前記アライメント機構に搬送し、アライメントを行った後に前記処理チャンバーに搬送することを特徴とする真空処理装置。
【請求項６】
請求項１〜５いずれか一項記載の真空処理装置において、
前記処理チャンバーは、高周波電力を印加することによってプラズマを生起するよう構成され、
前記制御手段は、前記高周波電力が印加されている時であって、前記搬送機構が所定時間以上停止する際に、前記開閉弁を閉じて、前記真空ポンプの動作を停止することを特徴とする真空処理装置。
【請求項７】
請求項１〜６いずれか一項記載の真空処理装置において、
前記処理チャンバーが、複数設けられていることを特徴とする真空処理装置。
【請求項８】
請求項１〜７いずれか一項記載の真空処理装置において、
前記処理チャンバーが、被処理基板のエッチングを行うエッチング処理チャンバー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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、真空処理装置に係り、特に、半導体ウエハや液晶表示装置用のガラス基板等の被処理基板に、エッチングや成膜等の真空処理を施す真空処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、半導体装置の製造工程等においては、半導体ウエハや液晶表示装置用のガラス基板等の被処理基板に、真空雰囲気下でエッチングや成膜等の真空処理を施す真空処理装置が多用されている。
【０００３】
このような真空処理装置、例えば被処理基板にプラズマ作用させてエッチングや成膜等の処理を施すプラズマ処理装置では、処理チャンバー内に被処理基板を収容し、この処理チャンバー内を所定の真空雰囲気としてプラズマを生起するようになっており、処理チャンバーを真空排気するため、処理チャンバーには、通常、ドライポンプ及びターボポンプ等の真空ポンプが設けられている。
【０００４】
また、上記のプラズマ処理装置では、スループットの向上や、自動搬送による無人化等を図るため、上述した処理チャンバーへの被処理基板の搬入及び搬送を、搬送機構によって自動的に行うよう構成されたものが多く、さらに、かかる自動搬送やプラズマ処理を効率的に行い、さらにまた、所謂フットプリントを減少させてスペースを有効活用するために、搬送機構を収容した搬送チャンバーの周りに複数の処理チャンバー及びカセットチャンバーを設け、搬送チャンバー内に設けられた搬送機構によって、カセットチャンバー内から処理チャンバーに被処理基板を搬送し、処理済みの基板を処理チャンバーからカセットチャンバー内のカセットに搬送するよう構成されたものもある。
【０００５】
このような場合、処理チャンバー、搬送チャンバー、カセットチャンバーに、夫々真空ポンプが設けられ、これらのチャンバー内を所定の真空雰囲気に保つようにしている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１１−２０４５０８号公報（第２−３頁、第５図）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述したとおり、従来のプラズマ処理装置等の真空処理装置においては、処理チャンバー、搬送チャンバー、カセットチャンバー等を適宜組合わせることによって、処理の効率化及びスペースの有効活用等を図っている。
【０００８】
しかしながら、近年においては、各産業において省エネルギー化を行うことが必須とされており、真空処理装置においても、従来に比べてさらに、省エネルギー化を行い、消費電力等を減少させることが要求されている。その一方、例えば、歩留まりの低下等により生産性の低下が生じることは避けなければならず、生産性の低下を招くことなく、省エネルギー化を行うことが望まれている。
【０００９】
本発明は、かかる従来の事情に対処してなされたもので、生産性の低下を招くことなく、省エネルギー化を行うことのできる真空処理装置を提供しようとするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明の真空処理装置は、被処理基板を収容し、真空雰囲気下で前記被処理基板に処理を施すための処理チャンバーと、前記処理チャンバーに開閉機構を介して接続された搬送チャンバーと、前記搬送チャンバー内に設けられ、前記被処理基板を搬送する搬送機構と、前記搬送チャンバー内を真空雰囲気に排気する真空ポンプと、前記搬送チャンバーと前記真空ポンプとの間に介挿された開閉弁と、前記搬送機構の動作が所定時間以上停止する際に、前記開閉弁を閉じて、前記真空ポンプの動作を停止する制御手段と、を具備したことを特徴とする。
【００１１】
請求項２の発明は、請求項１記載の真空処理装置において、前記所定時間は、前記真空ポンプの停止時間内に削減される電力量が、前記真空ポンプの再起動時に余分に必要となる電力量より多くなる時間であることを特徴とする。
【００１２】
請求項３の発明は、請求項１又は２記載の真空処理装置において、前記制御手段が、前記開閉弁を閉じた後、所定時間経過後に前記真空ポンプの動作を停止することを特徴とする。
【００１３】
請求項４の発明は、請求項１〜３いずれか一項記載の真空処理装置において、前記被処理基板を複数枚収納可能とされたカセットを収容するためのカセットチャンバーが、前記搬送チャンバーに、開閉機構を介して接続されていることを特徴とする。
【００１４】
請求項５の発明は、請求項４記載の真空処理装置において、前記被処理基板のアライメントを行うアライメント機構を具備し、前記搬送機構は、前記カセットチャンバーから前記被処理基板を前記アライメント機構に搬送し、アライメントを行った後に前記処理チャンバーに搬送することを特徴とする。
【００１５】
請求項６の発明は、請求項１〜５いずれか一項記載の真空処理装置において、前記処理チャンバーは、高周波電力を印加することによってプラズマを生起するよう構成され、前記制御手段は、前記高周波電力が印加されている時であって、前記搬送機構が所定時間以上停止する際に、前記開閉弁を閉じて、前記真空ポンプの動作を停止することを特徴とする。
【００１６】
請求項７の発明は、請求項１〜６いずれか一項記載の真空処理装置において、前記処理チャンバーが、複数設けられていることを特徴とする。
【００１７】
請求項８の発明は、請求項１〜７いずれか一項記載の真空処理装置において、前記処理チャンバーが、被処理基板のエッチングを行うエッチング処理チャンバーであることを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の詳細を、図面を参照して実施の形態について説明する。
【００１９】
図１は、本発明の一実施形態に係る真空処理装置であるエッチング処理装置の構成を模式的に示すものである。
【００２０】
このエッチング処理装置１は、内部を気密に閉塞可能に構成された搬送チャンバー２を具備しており、この搬送チャンバー２には、内部を気密に閉塞可能に構成された２つの処理チャンバー３，４が、夫々開閉機構５，６を介して接続されている。
【００２１】
これらの処理チャンバー３，４には、ウエハＷが載置される下部電極とこの下部電極に対向するように配置された上部電極、これらの下部電極と上部電極との間に高周波電力を供給するための電源、処理チャンバー３，４内を所定の真空度に排気するための真空ポンプ、処理チャンバー３，４内に所定の処理ガス（エッチングガス）を供給するための処理ガス供給機構（いずれも図示せず）等からなる周知のプラズマエッチング処理機構が設けられており、下部電極に載置されたウエハＷにプラズマを作用させて、ウエハＷに所定のエッチング処理を施すことができるようになっている。
【００２２】
また、搬送チャンバー２には、内部を気密に閉塞可能に構成された２つのカセットチャンバー７，８が、夫々開閉機構９，１０を介して接続されている。これらのカセットチャンバー７，８は、夫々ウエハＷを複数枚（例えば２５枚）収納したウエハカセットを収容可能に構成されており、カセットチャンバー７，８と外部との間には、ウエハカセットを外部から搬入及び搬出するための開口部が設けられ、この開口部には、開口部を気密に閉塞可能な開閉機構１１，１２が設けられている。そして、これらのカセットチャンバー７，８にも、図示しない真空ポンプ等からなる排気機構が設けられ、カセットチャンバー７，８内を所定の真空度に排気可能に構成されている。
【００２３】
これらのカセットチャンバー７，８は、所謂ロードロック機構を構成するものであり、通常の処理時には、これらのカセットチャンバー７，８のみが大気開放され、ウエハカセットの搬入及び搬出が行われる。
【００２４】
また、搬送チャンバー２の側方には、ウエハアライメント機構収容部１３が設けられており、このウエハアライメント機構収容部１３に設けられた図示しないアライメント機構によって、ウエハＷのアライメント、すなわち、オリエンテーションフラットの位置合わせ（オリフラ合わせ）を行えるようになっている。
【００２５】
一方、搬送チャンバー２の内部には、搬送機構１４が設けられている。この搬送機構１４は、多関節のアーム１４ａと、このアーム１４ａの先端部に設けられ、アーム１４ａ上で１８０度回転可能に構成された２つのピック１４ｂを具備しており、これらのピック１４ｂ上に夫々ウエハＷを保持することにより、同時に合計２枚のウエハＷを保持可能とされている。
【００２６】
さらに、搬送チャンバー２には、開閉弁１５を介して、真空ポンプ１６が接続されている。この真空ポンプ１６は、ドライポンプ等からなり、搬送チャンバー２内を所定の真空度に排気可能に構成されている。
【００２７】
そして、これらの開閉弁１５と真空ポンプ１６は、エッチング処理装置１を統括的に制御する制御装置１７によって、その動作が制御されるように構成されている。
【００２８】
上記構成のエッチング装置１では、予め入力された処理のシーケンスに基づいて、制御装置１７によって、搬送機構１４等の動作が制御され、カセットチャンバー７，８内からウエハＷを一枚ずつ取り出し、ウエハアライメント機構収容部１３においてウエハＷのオリフラ合わせを行った後、処理チャンバー３，４内にウエハＷを搬入して、所定のエッチング処理を行う。そして、エッチング処理が終了したウエハＷを、搬送機構１４によって、処理チャンバー３，４から取り出し、カセットチャンバー７，８内のウエハカセットの所定位置に収納する。
【００２９】
なお、処理チャンバー３，４については、実施する処理のシーケンスにより、例えば、処理チャンバー３，４の内のどちらか一方のみを使用して処理を行う場合や、処理チャンバー３，４で夫々同一の処理を並行して行う場合や、処理チャンバー３，４で連続的に異なった処理を行う場合等がある。
【００３０】
また、カセットチャンバー７，８については、その一方に未処理のウエハＷを収納するウエハカセットを収容し、他方に処理済みのウエハＷを収納するウエハカセットを収容する場合、或いは双方に未処理のウエハＷを収納するウエハカセットを収容し、ウエハカセット内から取り出して処理を行い処理済みとなったウエハＷをウエハカセットの元の位置に収納する場合等がある。
【００３１】
そして、本実施の形態におけるエッチング処理装置１では、搬送機構１４の動作が所定時間以上停止する際に、制御装置１７が、開閉弁１５を閉じて真空ポンプ１６の動作を停止するよう構成されている。
【００３２】
すなわち、真空ポンプ１６の動作を停止するのは、その消費電力量を削減して省エネルギー化を図るためであるが、搬送チャンバー２内においては、搬送機構１４が移動してウエハＷの搬送を行うため、かかる搬送動作中に真空ポンプ１６の動作を停止すると、搬送機構１４の移動に伴って搬送チャンバー２内の塵埃が舞い上がり、ウエハＷに付着する可能性が増大する。このため、本実施の形態におけるエッチング処理装置１では、搬送機構１４が動作を停止している期間のみ開閉弁１５を閉じて真空ポンプ１６の動作を停止するようになっている。
【００３３】
また、縦軸を真空ポンプ（ドライポンプ）１６の消費電力、横軸を時間とした図２のグラフに示すように、真空ポンプ（ドライポンプ）１６においては、一旦その動作を停止して再起動すると、再起動時に、通常動作時に比べて大きな電力を必要とし、消費電力が一時的に大きくなる。このため、真空ポンプ１６の動作を短期間停止した後、再起動すると、かえって消費電力量が増大してしまう場合がある。
【００３４】
そこで、本実施の形態におけるエッチング装置１では、図２に示す真空ポンプ１６の停止期間Ｔにおいて削減できる消費電力量（図中実線の斜線を付して示す）が、再起動時に余分に必要となる電力量（図中点線の斜線を付して示す）より多くなり、真空ポンプ１６の動作を一旦停止することによって消費電力量を削減できる場合にのみ、真空ポンプ１６の動作を停止するよう構成されている。
【００３５】
なお、実際に真空ポンプ１６の動作を停止する場合、真空ポンプ１６の動作停止に先立って開閉弁１５を閉じる必要があるが、開閉弁１５を閉じる際には、開閉弁１５の動作時間（開状態から閉状態に移行するのに必要な時間）を考慮し、開閉弁１５に閉動作を行う制御信号を送出した後、完全に開閉弁１５が閉じるための時間が経過した後に、真空ポンプ１６の動作を停止する必要がある。さらに、一旦停止した真空ポンプ１６を再起動する際には、真空ポンプ１６を再起動して定常状態となった後に開閉弁１５を開く必要があり、この場合においても開閉弁１５の動作時間（閉状態から開状態に移行するのに必要な時間）を考慮する必要がある。
【００３６】
さらに、前述したように、搬送機構１４の移動に伴う搬送チャンバー２内の塵埃の舞い上がりを防止するためには、搬送機構１４が動作を停止した後、幾らかの時間遅れ（ディレイ）の後に、開閉弁１５の閉動作及びこれに引き続いて行われる真空ポンプ１６の停止動作を行うことが好ましい。さらにまた、真空ポンプ１６の再起動を行う際には、これと逆に、搬送機構１４の動作開始に先立って、真空ポンプ１６の再起動等を行う必要がある。
【００３７】
以上のような理由により、搬送機構１４の実際の停止期間に比べて、真空ポンプ１６の停止可能期間は短くなるため、実際に真空ポンプ１６を停止するか否かは、このような短くなる停止可能期間において、消費電力量を削減できるか否かによって決定する。
【００３８】
図３は、上述した制御装置１７による搬送機構１４、開閉弁１５、真空ポンプ１６の動作制御の様子を示すタイミングチャートであり、同図では、上側から順に、処理チャンバー３，４の高周波電源の動作制御信号の状態、搬送機構１４の動作制御信号の状態、開閉弁１５の動作制御信号の状態、真空ポンプ１６の動作制御信号の状態が示してある。
【００３９】
ここで、複数枚のウエハＷを連続的に処理する場合、かかる定常的な運転状態において搬送機構１４が動作を停止するのは、処理チャンバー３，４（あるいはシーケンスによっては前述したとおり処理チャンバー３，４の内の一方）においてウエハＷの処理を行っている際に、搬送機構１４が次に処理を行うウエハＷを保持して処理チャンバー３，４の開閉機構５，６の前方で、処理チャンバー３，４内の処理が終了するまでの間待機している時である。
【００４０】
このため、この際、原則として高周波電源はオンとされており、プラズマが生起された状態とされている。
【００４１】
そして、まず、時刻ｔ１  において搬送機構１４の動作を停止すると、所定（数秒程度）の時間遅れ（ディレイ）の後に、時刻ｔ２  において開閉弁１５を閉じる。
【００４２】
次に、前述した開閉弁１５の動作時間等を考慮した所定（数秒程度）の時間遅れ（ディレイ）の後に、時刻ｔ３  において真空ポンプ１６の動作を停止する。
【００４３】
一方、上記のようにして、動作を停止した搬送機構１４が、時刻ｔ６  において動作を再開する場合には、これに先立って、まず、時刻ｔ４  において真空ポンプ１６を再起動し、この後、所定の時間遅れ（ディレイ）の後に、時刻ｔ５  において開閉弁１５を開き、この後時刻ｔ５  と時刻ｔ６  との間に所定の時間遅れ（ディレイ）が確保されるように、先行して真空ポンプ１６の再起動及び開閉弁１５の開動作を行う。
【００４４】
なお、時刻ｔ１  において搬送機構１４が動作を停止した後、時刻ｔ６  において動作を再開することについては、制御装置１７において、予めに入力された処理のシーケンスに基づいてこれを検知し、時刻ｔ６  に対して所定の時間遅れ（ディレイ）が確保されるように、先行して上記の真空ポンプ１６の再起動及び開閉弁１５の開動作の制御が行われる。
【００４５】
また、真空ポンプ１６を停止させるか否かについては、実質的には、上記の搬送機構１４の停止期間（ｔ６  −ｔ１  ）に対して、所定の時間遅れ（ディレイ）を考慮した真空ポンプ１６の停止可能期間（ｔ４  −ｔ３  ）において削減できる消費電力量が、再起動時に余分に必要となる電力量より多くなり、消費電力量を削減できるか否かによって決定される。
【００４６】
なお、上記の再起動時に余分に必要となる電力量は、真空ポンプ１６の種類によって略一定である。また、上記の各時間遅れ（ディレイ）についても、開閉弁１５の種類や装置の構造等によって固定的なものである。
【００４７】
このため、制御装置１７においては、これらを足し合わせて予め求められた所定期間Ｔａ  と、搬送機構１４の停止期間（ｔ６  −ｔ１  ）とを比較し、搬送機構１４の停止期間がこの所定期間以上となった場合（Ｔａ  ≦（ｔ６  −ｔ１  ）となった場合）にのみ、真空ポンプ１６の動作を停止する制御を行う。
【００４８】
以上のとおり、本実施の形態におけるエッチング処理装置１では、制御装置１７が、搬送機構１４の動作が所定時間以上停止する際に、この搬送機構１４が設けられた搬送チャンバー２の真空排気を行う真空排気機構の開閉弁１５を閉じて、真空ポンプ１６の動作を停止するよう構成されている。
【００４９】
したがって、真空ポンプ１６を連続的に動作させている場合に比べて、消費電力を大幅に削減することができ、また、真空ポンプ１６を停止させることによって、搬送チャンバー２内の塵埃が巻き上げられてウエハＷに付着すること等を防止することができ、生産性の低下を招くことなく、省エネルギー化を行うことができる。
【００５０】
なお、上記の例では、本発明をプラズマエッチングに適用した場合について説明したが、本発明はかかる場合に限定されるものではなく、成膜等の他の真空処理に適用することができることは勿論である。また、被処理基板もウエハＷに限らず、ＬＣＤ用のガラス基板等、他の基板に対して適用することができることも勿論である。さらに、上記の例では、真空ポンプ１６としてドライポンプ等を一台のみ使用した場合について説明したが、より高真空を得るため、ターボポンプとドライポンプを直列に接続した構成の場合でも、同様にして適用できることは、勿論である。なお、かかる構成の場合は、ターボポンプとドライポンプとの間にも開閉弁を介挿し、この開閉弁を閉じてドライポンプのみを停止し、ターボポンプは停止しないようにする。
【００５１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の真空処理装置によれば、生産性の低下を招くことなく、省エネルギー化を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態におけるエッチング処理装置の構成を模式的に示す図。
【図２】図１の装置の真空ポンプの消費電力を説明するための図。
【図３】図１の装置の動作制御のタイミングを説明するための図。
【符号の説明】
１……エッチング処理装置、２……搬送チャンバー、３，４……処理チャンバー、５，６．９．１０．１１．１２……開閉機構、７，８……カセットチャンバー、１３……ウエハアライメント機構収容部、１４……搬送機構、１５……開閉弁、１６……真空ポンプ、１７……制御装置、Ｗ……ウエハ。
【図１】
2004319761.tif 000003
【図２】
2004319761.tif 000004
【図３】
2004319761.tif 000005