(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を真空雰囲気中で処理する処理室と、
前記処理室の上の位置で前記処理室に接続され、外部雰囲気から基板を搬入するように構成された搬出入室とを有し、
前記基板は前記搬出入室と前記処理室との間を搬送されるように構成され、
前記処理室と前記搬出入室の上下の位置関係を維持したまま、前記処理室を前記搬出入室から取り外しできるように構成された真空処理装置。
【請求項２】
前記基板は前記外部雰囲気に晒されずに、前記搬出入室と前記処理室との間を搬送されるように構成された請求項１記載の真空処理装置。
【請求項３】
前記処理室に接続され、前記搬出入室から取り外された前記処理室を運搬する運搬手段を有し、
前記運搬手段は、前記処理室が前記搬出入室に接続された状態でも、前記処理室に接続された請求項１記載の真空処理装置。
【請求項４】
前記搬出入室に前記処理室が接続された状態では、前記処理室にはガス供給系が接続され、
ラジカルと、前記ガス供給系のプロセスガスを前記処理室内部に供給すると、前記プロセスガスと、前記基板表面の処理対象物とが反応し、前記処理対象物が前記基板表面から除去されるように構成された請求項１記載の真空処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は真空処理装置の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
図５の符号１０１は従来技術の真空処理装置を示している。この真空処理装置１０１は搬出入室１１０と、処理室１３０とを有している。
処理室１３０は搬出入室１１０上の位置で搬出入室１１０に気密に接続されており、搬出入室１１０内部に配置された基板を外気に晒さずに処理室１３０内部に搬出入可能になっている。【０００３】
搬出入室１１０の内部には複数枚の基板を配置可能になっており、処理室１３０内部でエッチング処理された基板は、処理室１３０から搬出入室１１０に戻され、エッチング処理される前の基板が新たに処理室１３０内部に搬入される。【０００４】
エッチング処理を複数回繰り返すと、処理室１３０の内部がプロセスガスによって汚染されるので、設定された回数エッチング処理を行った後、エッチング処理を中断し、処理室１３０を搬出入室１１０から取り外し、新たな処理室１３０を搬出入室１１０に取り付け、エッチング処理を再開する。【０００５】
処理室１３０外壁に取り付けられた部品を取り外し、処理室１３０を搬出入室１１０から分離させる作業は人間が手作業で行っている。処理室１３０は搬出入室１１０の上に配置されているため、人間が脚立等を使用して取り外し作業を行っているが、処理室１３０の重量は非常に重いため、高い位置にある処理室１３０の取り外し作業は危険であった。
特に、近年基板サイズの大型化に伴い、処理室１３０も大型化しており、処理室１３０の交換作業は非常に危険な作業となっている。
【特許文献１】特開２０００−１８２９６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記従来技術の不都合を解決するために創作されたものであり、その目的は、処理室の交換作業が容易な真空処理装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明は真空処理装置であって、基板を真空雰囲気中で処理する処理室と、前記処理室の上の位置で前記処理室に接続され、外部雰囲気から基板を搬入するように構成された搬出入室とを有し、前記基板は前記搬出入室と前記処理室との間を搬送されるように構成され、前記処理室と前記搬出入室の上下の位置関係を維持したまま、前記処理室を前記搬出入室から取り外しできるように構成された真空処理装置である。
本発明は真空処理装置であって、前記基板は前記外部雰囲気に晒されずに、前記搬出入室と前記処理室との間を搬送されるように構成された真空処理装置である。
本発明は真空処理装置であって、前記処理室に接続され、前記搬出入室から取り外された前記処理室を運搬する運搬手段を有し、前記運搬手段は、前記処理室が前記搬出入室に接続された状態でも、前記処理室に接続された真空処理装置である。
本発明は真空処理装置であって、前記搬出入室に前記処理室が接続された状態では、前記処理室にはガス供給系が接続され、ラジカルと、前記ガス供給系のプロセスガスを前記処理室内部に供給すると、前記プロセスガスと、前記基板表面の処理対象物とが反応し、前記処理対象物が前記基板表面から除去されるように構成された真空処理装置である。
本発明は上記のように構成されており、本発明の真空処理装置は、基板を搬出入室から処理室へ搬送、又は処理室から搬出入室へ搬送可能になっている。
基板の搬送は、処理室と搬出入室とを外部雰囲気に接続し、基板を大気に晒した状態で行ってもよいが、処理室と搬出入室を外部雰囲気から遮断し、基板を大気に晒さずに行えば、基板に大気中の水分や酸素によって汚染されることがない。
【発明の効果】
【０００８】
本発明では処理室は搬出入室の真下位置に配置されているので、重い処理室の取り外しが容易であり、取り外し作業が安全になる。また、処理室と搬出入室はその上下関係を維持したまま分離されるので、取り外し作業に広いスペースが必要なく、その取り外し工程も簡易で、従来に比べて作業時間が１／２程度に短縮される。処理室には運搬手段が接続されており、処理室が下降すると運搬手段も一緒に下降し、処理室が分離された状態では運搬手段が床面に接触した状態になり、運搬手段によって処理室を容易に運搬することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の真空処理装置を説明する図である。
【図２】図２（ａ）と、図２（ｂ）は処理室を交換する工程の前半を説明する図である。
【図３】図３（ａ）と、図３（ｂ）は処理室を交換する工程の中半を説明する図である。
【図４】図４（ａ）と図４（ｂ）は処理室を交換する工程の後半を説明する図である。
【図５】従来技術の真空処理装置を説明する図である。
【符号の説明】
【００１０】
１    真空処理装置
１０  搬出入室
２０  処理室
３０  運搬手段
５０  昇降機構
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１の符号１は本発明の真空処理装置を示しており、この真空処理装置１は搬出入室１０と、処理室２０と、昇降機構５０とを有している。搬出入室１０は支持部材１８によって作業室の床面１７から高い位置に固定されている。【００１２】
昇降機構５０は支持板５１を有している。床面１７には棒状のフレームワーク１５が立設されており、支持板５１はその表面が略水平にされた状態でフレームワーク１５に固定されている。処理室２０は、後述するボール４５に載せられ、支持板５１によってフレームワーク１５に固定されている。【００１３】
処理室２０と搬出入室１０は開口部をそれぞれ有しており、搬出入室１０の開口部は下側に向けられている。処理室２０がフレームワーク１５に固定された状態では、処理室２０の開口部は上側に向けられており、処理室２０の開口部と搬出入室１０の開口部はＯリングを挟み込んだ状態で密着し、位置出しピン１９によって固定された後、搬出入室１０内部と処理室２０内部を真空排気されることで、開口部同士が密閉され、搬出入室１０と処理室２０とが気密に接続されている。【００１４】
搬出入室１０の開口部には仕切りバルブが設けられており、仕切りバルブを開けた状態では搬出入室１０の内部空間は処理室２０の内部空間に接続され、搬出入室１０の内部と処理室２０の内部で基板の搬出入が可能になっている。【００１５】
次に、この真空処理装置１を用いて基板を処理する工程について説明する。処理室２０と搬出入室１０には不図示の真空排気系がそれぞれ接続されており、真空排気によって処理室２０と搬出入室１０の内部に所定圧力の真空雰囲気を形成しておく。【００１６】
搬出入室１０の内部には、予め複数枚の基板が収納された搬送ボードが配置されており、仕切りバルブを開けて、搬送ボードを下降させ、搬出入室１０から処理室２０に移すと、搬送ボードの上端部である蓋部が処理室２０の開口部に嵌り、処理室２０の内部空間が搬出入室１０の内部空間から遮断される。【００１７】
処理室２０の外壁にはラジカル（Ｈ+）を生成する細長のアプリケーター２９が略水平に向けた状態で取り付けられており、アプリケーター２９で生成されたラジカルは処理室２０内部に供給されるようになっている。【００１８】
処理室２０にはプロセスガス供給系が接続されており、真空排気を続けながら、処理室２０内にプロセスガス供給系のプロセスガス（例えば、NF3ガス）とアプリケーター２９のラジカルを供給すると、基板上の自然酸化膜（ここでは酸化ケイ素膜）がプロセスガス及びラジカルと反応して反応生成物（ここではＮＨ4ＳｉＦ6）が生成される。【００１９】
更に、ランプヒーターで基板を加熱すると、反応生成物が分解し、気体となって基板表面から除去された後、真空排気によって処理室２０内部から排出される（エッチング工程）。【００２０】
エッチング処理後、搬送ボードを上昇させて基板を搬出入室１０に戻し、未処理の基板が収納された搬送ボードを処理室２０内部へ下降させて基板の交換を行う。上述したエッチング工程と、基板の交換を繰り返し行えば、複数枚の基板を連続してエッチング処理することができる。【００２１】
繰り返しエッチング処理を行うと、処理室２０内部が次第にプロセスガスで汚染されるので、処理室２０を交換する必要がある。
処理室２０を交換する工程について説明すると、予め設定された枚数の基板のエッチング処理が終了し、処理済みの基板を搬出入室１０へ戻した後、仕切りバルブを閉め、真空排気によって、エッチングプロセスに使われたガスを完全に除去するために、処理室２０内部の圧力を所定圧力に下げる。【００２２】
昇降機構５０はシリンダー４６と支持軸４７とボール４５とを有している。シリンダー４６は支持板５１よりも下方位置で支持板５１に取り付けられており、支持軸４７の下端はシリンダー４６に接続され、上端は支持板５１よりも上方に突き出されている。【００２３】
支持軸４７の上端には取り付け板４９が取り付けられ、ボール４５はその取り付け板４９上に配置されており、処理室２０が搬出入室１０に接続された状態ではボール４５は処理室２０の底壁に押し当てられ、処理室２０を支持している。従って、処理室２０が搬出入室１０に接続された状態では、処理室２０はボール４５に載せられた状態で支持板５１によってフレームワーク１５に固定されている。【００２４】
支持板５１上には水平移動可能な落下防止用のブロック５５が配置されており、処理室２０が搬出入室１０に接続された状態では、ブロック５５は取り付け板４９の下方位置に配置されている。処理室２０を交換するためには、まず、このブロック５５を支持板５１上で水平方向に移動させ、取り付け板４９の下方位置から退避させる（図２（ａ））。【００２５】
処理室２０に基板を加熱する加熱手段が取り付けられている場合は該加熱手段への通電を停止し、処理室２０を冷却する冷却装置が取り付けられている場合は該冷却装置を停止し、冷却装置や加熱手段に電力を供給する配線用コネクタを外す。【００２６】
処理室２０には、真空排気系の配管と、プロセスガス供給系の配管と、アプリケーター２９の配管を、処理室２０に接続するパイプが設けられており、パイプに設けられた仕切りバルブを閉じ、真空排気系とプロセスガス供給系とアプリケーター２９を処理室２０から遮断した状態で、処理室２０内部にＮ2ガスを導入して、処理室２０の内部雰囲気を大気圧に復圧した後、各配管を取り外す。【００２７】
処理室２０の開口部は搬出入室１０の開口部に密着しているが、処理室２０内部を復圧した状態で、位置出しピン１９を外し、シリンダー４６を動作させ、支持軸４７を下降させると、ボール４５と一緒に処理室２０が下降する。このとき、搬出入室１０は支持部材１８によって固定されているので、搬出入室１０は処理室２０の上方に残り、処理室２０が搬出入室１０から分離される。【００２８】
この真空処理装置１は運搬手段３０を有している。運搬手段３０は板状の台座３１を有しており、台座３１はその表面が処理室２０に向けられ、裏面が床面１７に向けられている。台座３１の表面には棒状の持ち手３３が立設されており、持ち手３３の上端は折り曲げられ、処理室２０の側壁に固定されている。従って、この運搬手段３０は処理室２０に固定されており、処理室２０が下降すると運搬手段３０も一緒に下降する。【００２９】
台座３１の裏面には車輪３５が取り付けられており、処理室２０が下降する前は車輪３５は床面１７に接触しておらず、車輪３５が浮いた状態になっているが、処理室２０と一緒に運搬手段３０が下降すると、車輪３５が床面１７に接触する。【００３０】
台座３１表面には保持プレート４０が取り付け板４９よりも上方位置で固定されており、保持プレート４０にはボール４５よりも大径な開口４２が設けられている。【００３１】
車輪３５が床面１７に接触すると、台座３１と保持プレート４０はそれ以上下降しないが、ボール４５は開口４２を通って保持プレート４０よりも下方位置まで下降するので、処理室２０の荷重はボール４５から保持プレート４０に移り、処理室２０は運搬手段３０で支えられた状態になる（図２（ｂ））。【００３２】
処理室２０が保持プレート４０に移載された後、持ち手３３を引っ張ると車輪３５が回転し、図３（ａ）に示すように、処理室２０と、運搬手段３０とは一緒に搬出入室１０の真下位置から移動し、処理室２０が搬出入室１０から取り除かれる。【００３３】
図３（ｂ）は処理室２０が搬出入室１０から取り除かれた状態を示しており、昇降機構５０は処理室２０から分離され、支持板５１がフレームワーク１５に固定された状態で搬出入室１０の真下に残る。取り除かれた処理室２０は、運搬手段３０から取り外した後、別室にて内部洗浄等のメンテナンスが行われる。【００３４】
次に、エッチング使用前、又は、保守作業後の処理室２０を搬出入室１０に接続する工程について説明すると、先ず処理室２０を運搬手段３０の保持プレート４０上に載せ、その側壁に持ち手３３を固定する。その状態では、昇降機構５０は台座３１に固定されており、持ち手３３を押し、処理室２０と昇降機構５０と一緒に運搬手段３０を搬出入室１０の下方位置まで移動させる（図４（ａ））。【００３５】
処理室２０の開口部が搬出入室１０の開口部の真下に位置させ、その状態でシリンダー４６を動作させ、ボール４５を保持プレート４０よりも高い位置まで上昇させると、処理室２０がボール４５に移載される。【００３６】
更に、ボール４５を上昇させると、処理室２０が運搬手段３０と一緒に上昇し、処理室２０の開口部が搬出入室１０の開口部に接触し、運搬手段３０の車輪３５が床面１７から浮いた状態になる（図４（ｂ））。【００３７】
処理室２０を支持するボール４５は回転可能になっているので、処理室２０を押すと、ボール４５の回転によって処理室２０を水平方向に若干移動させることが可能なっている。【００３８】
搬出入室１０の開口部と、処理室２０の開口部には位置出しピン１９を取り付けるための孔２７、２８がそれぞれ設けられており、手動で処理室２０を押し、搬出入室１０の孔２７と処理室２０の孔２８とが連通するように処理室２０を移動させる。【００３９】
このとき、運搬手段３０の車輪３５は床面１７から浮いた状態になっているので、孔２７、２８が連通した後、車輪３５によって処理室２０が移動せず、孔２７、２８の位置ずれが起こらない。
連通した孔２７、２８に位置出しピン１９を通し、処理室２０の開口部が搬出入室１０の開口部に接触し、固定される。【００４０】
次いで、処理室２０にアプリケーター２９を取り付け、真空排気系やプロセスガス供給系の配管を処理室２０に接続し、冷却装置や加熱手段に電力を供給する配線用コネクタを外部電源のコネクタに接続する。【００４１】
次いで、真空排気系によって処理室２０の内部を真空排気すると、上述したように、処理室２０と搬出入室１０とが気密に接続される。処理室２０内部に所定圧力の真空雰囲気が形成されたところで、ブロック５５を支持板５１上で移動させ、取り付け板４９の下方位置に配置させると、図１に示したように処理室２０は支持板５１を介してフレームワーク１５に固定された状態になり、仕切りバルブを開けて搬出入室１０から新たな基板を搬入すれば、エッチング処理等の処理工程を再び開始することができる。【００４２】
本発明の真空処理装置１では、処理室２０が搬出入室１０よりも下方にあるため、基板処理中や基板搬送中に発生するパーティクルが処理室２０の底壁にたまりやすいという問題があるが、処理室２０内部を真空排気する排気管とは別に、処理室２０の底壁部に排気管を設け、該排気管からも処理室２０内部を真空排気しながら基板の処理を行えば、パーティクルを処理室２０外部に排出することができる。【００４３】
搬送ボードが下降するときには、例えば、その蓋部と処理室２０の開口部とでＯリングを挟み込むことで、処理室２０の内部空間が搬出入室１０の内部空間から遮断される。
搬送ボードには不図示の回転軸を設け、回転軸を回転させ、基板を水平面内で回転させながらエッチング工程を行えば、プロセスガスが基板表面に均一に行き渡るのでエッチング効率が高くなる。【００４４】
また、回転軸と、搬送ボードの蓋部との隙間を密閉するのには磁性流体シールが用いられる。従来のようにゴム製の密閉部材（例えばＯリング）を使用していないので、基板処理中に搬送ボードを回転させた場合であっても、密閉部材との擦れによるパーティクルが発生しない。従って、本発明の真空処理装置１では処理室２０内部にパーティクルが溜まり難い。【００４５】
以上は、処理室２０でエッチング処理を行う場合について説明したが、処理室２０で行われる処理は真空雰囲気で基板を処理するものであれば特に限定されるものではなく、例えば熱拡散法、熱ＣＶＤ法、スパッタリング、蒸着等により基板表面に膜を形成することもできる。
ブロック５５やボール４５を構成する材料は特に限定されるものではないが、例えばＳＵＳ（ステンレス鋼）等を用いることができる。【００４６】
また、運搬手段３０は処理室２０と一緒に搬出入室１０に接続する必要はなく、例えば、処理室２０を昇降機構５０のボール４５に移載した後、運搬手段３０を処理室２０から取り外してもよい。この場合は、処理室２０を搬出入室１０から分離する前に、処理室２０下方に運搬手段を配置し、処理室２０が下降した時に、処理室２０を運搬手段に載置するようにしておき、処理室２０が運搬手段に載置されてから、処理室２０を運搬手段に固定すれば、運搬手段によって処理室２０を運搬することができる。
【図１】
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【図２】
0004673308.tif 000003
【図３】
0004673308.tif 000004
【図４】
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【図５】
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