(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空中で被処理体に対し所望のプロセスが実施される処理室と、大気環境で被処理体の搬入出が行われる真空排気可能な準備室と、処理室と準備室との間で被処理体の搬送を可能とする搬送手段とを備え、前記処理室と準備室とを相互に仕切る仕切手段を前記搬送手段に一体に設け、この搬送手段を処理室側に移動させると、前記仕切手段によって処理室と準備室とが相互に隔絶されるように構成した真空装置において、
前記搬送手段は、被処理体を保持するホルダと、このホルダを、処理室内のプロセス位置及び準備室内の搬入出位置の間で直線上に往復動させる駆動手段とを備え、
前記駆動手段は、駆動源を有するスピンドルと、このスピンドルの一端に連結された前記ホルダを支持する支持板とを有し、このスピンドル、支持板の往復動方向に沿った少なくとも２箇所に、往復動方向と交差する両方向からスピンドル、支持板に押圧力を加える規制手段を設けたことを特徴とする真空装置。
【請求項２】
前記準備室内に、前記ホルダに対し被処理体の受け渡しを行う受渡手段を設けたことを特徴とする請求項１記載の真空装置。
【請求項３】
前記搬送手段に他の仕切手段をさらに設け、この搬送手段を準備室側に移動させると、他の仕切手段によって処理室と準備室とが相互に隔絶されるように構成したことを特徴とする請求項１または請求項２記載の真空装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空中で被処理体に対し所望のプロセスの実施を可能とする真空装置、より詳しくは、真空中で所望のプロセスが実施される処理室と、大気環境で被処理体の搬入出が行われる真空排気可能な予備室とから構成した真空装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
真空中でシリコンウェハ等の被処理体に対しＰＶＤ、ＣＶＤによる薄膜形成やエッチング等の所望のプロセスを実施できるように構成した従来の真空装置では、真空の処理室への被処理体の搬入若しくはプロセスが終了した被処理体の搬出のため、処理室に、真空排気手段を設けた準備室を連結して構成することが知られている。
【０００３】
この真空装置では、処理室と準備室との間にゲートバルブ等の隔絶手段を介設して処理室及び準備室相互間を隔絶自在とすると共に、処理室、準備室の少なくとも一方に搬送手段を設けて準備室内の被処理体の搬入出位置と処理室内の被処理体に対するプロセス位置との間で被処理体を搬送自在としていた。
【０００４】
被処理体を処理室内のプロセス位置まで搬入する場合、処理室及び準備室相互間を隔絶したゲートバルブの閉位置で大気環境の準備室に一旦被処理体を搬入し、この準備室を密閉した後、真空排気して準備室の圧力が所定の真空度に達すると、ゲートバルブを開位置に移動させ、搬送手段によって既に真空排気している処理室に被処理体を搬入する。処理室のプロセス位置に被処理体が搬送されてくると、ゲートバルブを再度閉位置に移動させて処理室及び準備室相互間を隔絶した後、所望のプロセスが実施される。
【０００５】
他方、プロセスが終了した被処理体を搬出する場合、ゲートバルブを再度開位置に移動させた後、搬送手段によって被処理体を処理室から準備室内の搬入出位置に移動する。搬入出位置に被処理体が搬送されてくると、ゲートバルブを再度閉位置に移動させた後、準備室をベントして準備室を大気環境に戻し、被処理体が搬出される（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平５−１２５５３６号公報（例えば、図５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記のものでは、搬送手段とゲートバルブとを別個に設けているため、各々に真空シールを設けたエアーシリンダ等の駆動源とその作動を制御する制御手段とを設ける必要があり、部品点数が増えてコスト高を招くと共に、装置自体の構造が複雑になるという問題があった。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、上記点に鑑み、簡単な構造で処理室と準備室とを相互に隔絶することができ、その上、低コストな真空装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明は、真空中で被処理体に対し所望のプロセスが実施される処理室と、大気環境で被処理体の搬入出が行われる真空排気可能な準備室と、処理室と準備室との間で被処理体の搬送を可能とする搬送手段とを備え、前記処理室と準備室とを相互に仕切る仕切手段を前記搬送手段に一体に設け、この搬送手段を処理室側に移動させると、前記仕切手段によって処理室と準備室とが相互に隔絶されるように構成した真空装置において、前記搬送手段は、被処理体を保持するホルダと、駆動手段と、この駆動手段に連結されてホルダを処理室内のプロセス位置及び準備室内の搬入出位置の間で直線上に往復動させる、当該往復動方向に長手の支持板とを備え、前記仕切手段を前記支持板に設けたことを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、例えば搬送手段にセットされた被処理体を準備室から処理室に搬送する際に搬送手段を処理室側に移動させるだけで、仕切手段によって処理室と準備室とが相互に隔絶されるため、駆動源を有するゲートバルブ等の隔絶手段を別途設ける必要がなく、部品点数を少なくして低コストで製作でき、装置自体の構造を簡素化できる。
【００１１】
前記準備室に、ホルダに対し被処理体の受け渡しを行う受渡手段を設けておけば、真空の処理室への被処理体の搬入若しくはプロセスが終了した被処理体の搬出の際に、この受渡手段で被処理体を一旦保持させると共に搬送手段を処理室側に移動させて処理室と準備室とを相互に隔絶することで、処理室を真空に保持した状態で準備室のみを大気環境に戻して被処理体を搬入出できる。
【００１２】
前記駆動手段は、駆動源に接続されたねじ山付きスピンドルと、このスピンドルの一端に連結されホルダを支持する支持板とを有し、このスピンドル、支持板の往復動方向に沿った少なくとも２箇所に、往復動方向と交差する両方向からスピンドル、支持板に押圧力を加える規制手段を設けたものとすれば、支持板、スピンドルの振れや撓みの影響を受けず、プロセス位置及び搬入出位置でホルダを正確に位置決めできる。
【００１３】
また、前記搬送手段に他の仕切手段をさらに設け、この搬送手段を準備室側に移動させると、他の仕切手段によって処理室と準備室とが相互に隔絶されるように構成しておけば、処理室を真空に保持した状態で、処理室への被処理体の搬入からプロセスが終了した被処理体の搬出までを搬送手段の一回の往復動によって行うことができ、処理時間を短縮できる。
【発明の効果】
【００１４】
以上説明したように、本発明の真空装置は、簡単な構造で処理室と準備室とを隔絶することができ、その上、部品点数を少なくして低コストで製作できるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
上記課題を解決するために、本発明は、真空中で被処理体に対し所望のプロセスが実施される処理室と、大気環境で被処理体の搬入出が行われる真空排気可能な準備室と、処理室と準備室との間で被処理体の搬送を可能とする搬送手段とを備え、前記処理室と準備室とを相互に仕切る仕切手段を前記搬送手段に一体に設け、この搬送手段を処理室側に移動させると、前記仕切手段によって処理室と準備室とが相互に隔絶されるように構成した真空装置において、前記搬送手段は、被処理体を保持するホルダと、このホルダを、処理室内のプロセス位置及び準備室内の搬入出位置の間で直線上に往復動させる駆動手段とを備え、前記駆動手段は、駆動源を有するスピンドルと、このスピンドルの一端に連結された前記ホルダを支持する支持板とを有し、このスピンドル、支持板の往復動方向に沿った少なくとも２箇所に、往復動方向と交差する両方向からスピンドル、支持板に押圧力を加える規制手段を設けたことを特徴とする。
【００１６】
処理室２１内には、ＰＶＤ、ＣＶＤによる薄膜形成やエッチング等、この処理室２１内で実施する所望のプロセスに応じて、公知構造を有する抵抗加熱式の蒸発源、スパッタリングカソード、被処理体加熱手段、ガス導入手段やプラズマ発生装置などが所定位置に適宜設けられる。準備室３１の上面には、例えばスライド式の開閉扉（図示せず）が設けられ、準備室３１に被処理体を搬入出する際に開閉できるようになっている。
【００１７】
第１及び第２の各真空チャンバ２、３には、クライオポンプ、ターボ分子ポンプやロータリーポンプなどから構成された真空排気システム５が接続され、処理室２１及び準備室３１をそれぞれ独立に、または同時に所定の真空度（例えば、１０×１０−６Ｐａ）まで真空排気できる。処理室２１の準備室３１と背向する側面には搬送手段６が設けられている。
【００１８】
図２及び図３に示すように、搬送手段６は、ガラス基板やシリコンウェハーなどの被処理体を保持するホルダ６１と、処理室２１内で所望のプロセスが実施されるプロセス位置及び準備室３１内で被処理体の搬入出が行われる搬入出位置の間でホルダ６１を移動自在とする駆動手段とから構成されている。
【００１９】
例えば被処理体が半導体製造に用いられる略円形のシリコンウェハである場合、ホルダ６１は、シリコンウェハの外形に略一致し、所定の高さ寸法を有する枠体６１ａから構成され、板状の支持板６２上面に取付られている。これにより、被処理体を上方から落とし込むだけで、ホルダ６１の所定位置にセットされて保持される。
【００２０】
また、支持板６２の一端は、ねじ山付きのスピンドル６３の一端に連結されている。スピンドル６３は、ホルダ６１をプロセス位置と搬入出位置との間で移動するのに必要な長さに定寸され、モータ（駆動源）６４ａに接続されたウォーム６４ｂと外接するウォームホイール６４ｃの内歯と噛み合っている。この場合、ホルダ６１を支持する支持板６２、スピンドル６３、モータ６４ａを有するウォーム６４ｂ及びウォームホイール６４ｃが駆動手段を構成する。
【００２１】
本実施の形態では、駆動手段６２、６３、６４ａ、６４ｂ、６４ｃは、支持板６２を除き、第１のチャンバ２に連結された真空排気可能な第３のチャンバ６０内に収納され、駆動手段６２、６３、６４ａ、６４ｂ、６４ｃの待機状態（処理室側に位置する状態）で、支持板６２で支持されたホルダ６１が処理室２１内のプロセス位置に存するように設置されている。
【００２２】
そして、モータ６４ａをいずれか一方に回転させると、ウォームホイル６４ｃを介してスピンドル６３が準備室３１側に向かって水平移動し、これに伴って、スピンドル６３に連結された支持板６２が移動し、隔壁４に形成した開口４１を通ってホルダ６１が準備室３１内の搬入出位置まで移動する。次いで、モータ６４ａを逆回転させると、スピンドル６３が逆方向に水平移動してホルダ６１が処理室２１内でプロセス位置に移動する。これにより、ホルダ６１をプロセス位置と搬入出位置との間で往復動させることが可能になる。
【００２３】
上記のように駆動手段６２、６３、６４ａ、６４ｂ、６４ｃを構成した場合、長尺の支持板６２及びスピンドル６３を水平移動させるときホルダ６１を支持する支持板６２、スピンドル６３の振れや撓みの影響を受けて、ホルダ６１をプロセス位置及び搬入出位置で正確に位置決めできない虞がある。このため、スピンドル６３を面取り加工して、支持板６２の上面及び下面と同一水平面上に位置する平坦な上面６３ａ及び下面６３ｂをその長手方向に沿って形成すると共に、支持板６２及びスピンドル６３の往復動方向に沿った少なくとも２箇所に、支持板６２、スピンドル６３を上下方向から押圧力を加えて支持板６２、スピンドル６３の振れや撓みを規制する規制手段７を設けた。
【００２４】
規制手段７は、支持板６２、スピンドル６３の上面６３ａ及び下面６３ｂと面接触するガイドローラ７１と、このガイドローラ７１の回転軸７１ａを回転自在に支持するフレーム７２とから構成されている。フレーム７２は、第１及び第３の各チャンバ２、６０の壁面にシール手段を介して取付けたアジャストボルト７３の一端に連結され、アジャストボルト７３を介して支持板６２、スピンドル６３へのガイドローラ７１の押圧力を変化できるようになっている。これにより、モータ６４ａを回転させて支持板６２、スピンドル６３を往復動させる際、規制手段７によって支持板６２及びスピンドル６３の振れや撓みを規制することで、ホルダ６１を、プロセス位置と搬入出位置との間で同一線上を常時往復動させることができる。
【００２５】
また、処理室２１と準備室３１とを相互に隔絶するため、支持板６２の他端に、所定の厚さを有する仕切手段である仕切板８を設けている。仕切板８は、隔壁４に設けた開口４１の外形より若干大きい形状を有し、仕切板８の処理室２１側の側面には、その外周に沿ってＯリング８１が設けられている。そして、駆動手段６２、６３、６４ａ、６４ｂ、６４ｃを作動させてホルダ６１を搬入出位置からプロセス位置に移動させたとき、仕切板８の側面に設けたＯリング８１が、開口４１の周囲を囲繞するようにその全周に亘って隔壁４に当接することで、処理室２１と準備室３１とが相互に隔絶される。
【００２６】
これにより、処理室２１と準備室３１とを隔絶するゲートバルブ等の隔絶手段を別途設ける必要がないため、部品点数が少なくして低コストで製作でき、装置自体の構造を簡素化できる。また、駆動手段６２、６３、６４ａ、６４ｂ、６４ｃを作動させてホルダ６１を搬入出位置からプロセス位置に移動させたとき、仕切板８の側面が隔壁４に面接触して処理室２１側への移動が制限されることと、ホルダ６１が同一線上を常時往復動することとが相俟って、ホルダ６１を、ひいては被処理体をプロセス位置と搬入出位置とで正確に位置決できる。
【００２７】
さらに、真空の処理室２１への被処理体の搬入若しくはプロセスが終了した被処理体の搬出の際に、処理室２１を真空に保持した状態で準備室３１のみを大気環境にして被処理体の搬入出ができるように、準備室３１に、この準備室３１内でホルダ６１の上方で被処理体を一旦保持する受渡手段（図示せず）を設けている。
【００２８】
受渡手段は、例えば少なくとも２本のリフトピン及び舌片から構成される。この場合、各リフトピンは、ホルダ６１の搬入出位置の下方に配置され、エアーシリンダ等の駆動源によって昇降自在である。そして、各リフトピンの上端がホルダ６１の下方に位置する下降位置から、駆動源を介して上昇位置に移動させると、枠体６１ａと支持板６２との間の間隙を通って被処理体の下面に当接し、枠体６１ａより高い位置に被処理体を持ち上げて担持する。
【００２９】
他方、各舌片は、ホルダ６１の搬入出位置の上方に配置され、エアーシリンダ等の駆動源によって支持板６２の往復動方向に沿って平行移動自在である。そして、被処理体から離間した待機位置から、駆動源を介して支持位置に移動させると、各リフトピンで担持された被処理体の下側を通ってその先端が突出し、この状態で各リフトピンを下降位置に移動させると、各舌片上に被処理体が載置される。
【００３０】
次に、本発明の真空装置１の作動を説明する。先ず、仕切板８によって、処理室２１及び準備室３１相互間を隔絶した待機状態で真空排気システム５を作動させて処理室２１を所定の真空度まで真空排気する。それと同時に、大気環境の準備室において、駆動源を作動させて受渡手段の各舌片を支持位置に移動させると共に準備室３１の上面の開閉扉を開け、例えば、バキュームチャックを有する公知の構造を有する搬送ロボットにより、各舌片の所定位置に被処理体をセットし、その後、準備室３１を真空排気する。
【００３１】
次いで、処理室２１及び準備室３１が所定の真空度（１０×１０−６Ｐａ）に達すると、モータ６４ａを回転させてホルダ６１を準備室３１内の搬入出位置に移動させる。ホルダ６１が搬入出位置に到達すると、各リフトピンを上昇位置に移動させ、各リフトピンで被処理体を一旦担持させた後、各舌片を待機位置に戻す。そして、各リフトピンを再度下降位置に移動させると、ホルダ６１の枠体６１ａに被処理体がセットされる。
【００３２】
次いで、モータ６４ａを逆回転させてホルダ６１を準備室３１内の搬入出位置から処理室２１内のプロセス位置に移動させる。仕切板８の側面に設けたＯリング８１が隔壁４に当接すると、処理室２１と準備室３１とが相互に隔絶されると共に、ホルダ６１が処理室２１内のプロセス位置に到達して位置決めされる。
【００３３】
次いで、この位置で所望のプロセスが実施され、このプロセスが終了すると、モータ６４ａを回転させてホルダ６１を再度準備室３１内の搬入出位置に移動させる。そして、各リフトピンを上昇位置に移動させ、枠体６１ａより高い位置に被処理体を持ち上げて担持した後、各舌片を支持位置に移動させ、各リフトピンを再度下降位置に移動させて被処理体を各舌片で支持させると共に、モータ６４ａを逆回転させてホルダ６１を準備室３１内の搬入出位置から処理室２１内のプロセス位置に移動させる。最後に、処理室２１及び準備室３１をベントして大気環境に戻し、開閉扉を開けて、搬送ロボットによってホルダ６１から被処理体を搬出する。
【００３４】
尚、本実施の形態では、支持板６２の他端にのみ仕切板８を設けたものについて説明したが、これに限定されるものではなく、同一の形態を有する仕切板をホルダ６１の両側に設け、搬送手段によってホルダ６１を準備室３１内の搬入出位置に移動させたとき、他の仕切板の側面に設けたＯリングが、開口４１の周囲を囲繞するように隔壁４に当接することで、処理室２１と準備室３１とが相互に隔絶されるように構成してもよい。これにより、処理室２１を真空に保持した状態で、処理室２１への被処理体の搬入からプロセスが終了した被処理体の準備室３１からの搬出までを搬送手段６の一回の往復動によって行うことでき、処理時間を短縮できる。
【００３５】
また、本実施の形態では、搬送手段６を処理室側に設けているが、搬送手段６を移動させたとき、これと一体の仕切手段で処理室２１と準備室３１とが相互に隔絶されるものであれば、これに限定されるものではなく、準備室３１側に設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の真空装置の構成を概略的に説明する図。
【図２】図１に示す搬送手段の詳細を説明する断面図
【図３】図１に示す搬送手段の詳細を説明する斜視図
【符号の説明】
【００３７】
１  真空装置
２  処理室
３  準備室
４  隔壁
６  搬送手段
６１  ホルダ
８  仕切手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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