(57)【要約】【課題】  或るプロセスチャンバ内で実施された処理工程において必要とされたガスの残りが別のプロセスチャンバ内に達しするのを回避する。【解決手段】  複数の処理工程４５，４６，４７，４５’，４６’，４７’，４５”，４６”，４７”によってワークを真空処理する真空処理方法であって、複数の処理工程４５，４６，４７，４５’，４６’，４７’，４５”，４６”，４７”を実行する複数のグループ４４，４４’，４４”を設け、各グループ４４，４４’，４４”において複数の処理工程の合間に各グループ用の搬送部材によりワークを搬送し、各グループ用の搬送部材を包囲するそれぞれの真空雰囲気を弁４８，４８’，４８”によって分離制御することにより複数のグループ４４，４４’，４４”を互いに分離制御する。【選択図】      図２
2005167270.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークを処理するための真空処理装置であって、
ワーク用の少なくとも三つの開口を備えた真空の第一の搬送チャンバを具備し、前記第一の搬送チャンバ内には、前記ワークを前記少なくとも三つの開口の間でこれら開口に通して水平方向に搬送するための第一の搬送機構が配置され、前記第一の搬送チャンバはさらに排気ポートを含んでおり、
ワーク用の少なくとも二つの開口を備えた真空の第二の搬送チャンバを具備し、前記第二の搬送チャンバ内には、前記第二の搬送チャンバの前記少なくとも二つの開口のうちの第一の開口に整列された位置と前記少なくとも二つの開口のうちの第二の開口に整列された位置との間で前記ワークを搬送するための第二の搬送機構が配置され、前記ワークの搬送作用は鉛直方向の搬送作用を含んでおり、前記第二の搬送チャンバはさらに排気ポートを含んでおり、
前記第二の搬送チャンバの前記少なくとも二つの開口のうちの前記第二の開口は前記ワーク用の処理チャンバに接続され、
前記第二の搬送チャンバの前記少なくとも二つの開口のうちの前記第一の開口は、制御可能なバルブ装置を介して前記第一の搬送チャンバの前記少なくとも三つの開口のうちの一つの開口に接続され、
前記第一の搬送チャンバと前記第二の搬送チャンバとが前記制御可能なバルブ装置により互いに分離可能であり、かつ、別個に排気可能であることにより、前記制御可能なバルブ装置の一方の側のグループにされた処理チャンバと前記制御可能なバルブ装置の他方の側のグループにされた処理チャンバとが、排気された前記第一の搬送チャンバと前記制御可能なバルブ装置と排気された前記第二の搬送チャンバとによって分離され、
前記第二の搬送チャンバは前記処理チャンバの下方に配置されており、
前記第二の搬送チャンバにおける前記第二の搬送機構は前記ワークを昇降させるテーブルを有しており、該テーブルは前記処理チャンバに接続された前記開口の外部領域に協動する閉鎖部材を有しており、それにより、前記ワークが前記テーブルにより上昇されるときに前記開口を閉鎖するようにした、真空処理装置。
【請求項２】
前記閉鎖部材は、前記第二の搬送チャンバの前記少なくとも二つの開口のうちの前記第二の開口と協動する前記第二の搬送機構に設けられている請求項１に記載の真空処理装置。
【請求項３】
前記閉鎖部材は前記第二の開口を封止可能に閉鎖する請求項２に記載の真空処理装置。
【請求項４】
前記第一の搬送チャンバは三つ以上の開口を有し、一つ以上の前記第二の搬送チャンバが前記制御可能なバルブ装置の一つをそれぞれ介して前記第一の搬送チャンバに接続されている請求項１に記載の真空処理装置。
【請求項５】
前記第二の搬送チャンバの前記第二の開口が一つ以上形成されており、これら開口のそれぞれは処理チャンバに接続されている請求項１に記載の真空処理装置。
【請求項６】
前記第一および第二の搬送機構のうちの一方の搬送機構が、各搬送チャンバに回転可能に配置されたロボットアームとして形成されている請求項１に記載の真空処理装置。
【請求項７】
前記第二の搬送機構が支持構造部として形成されており、該支持構造部は前記第二の搬送チャンバ内において鉛直軸線回りに回転可能に設置されており、さらに前記第二の搬送機構が前記支持構造部から前記第二の開口に向かって前記ワークを上昇させると共に前記第二の開口から前記支持構造部に向かって前記ワークを下降させる昇降機構をさらに含む請求項１に記載の真空処理装置。
【請求項８】
前記制御可能なバルブ装置が制御ユニットにより制御される請求項１に記載の真空処理装置。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか一項に記載の真空処理装置によってワークを処理する処理方法において、
前記制御可能なバルブ装置が開放しているときに、前記第一の搬送チャンバ内の前記第一の搬送機構によってワークを前記第一の搬送チャンバの前記少なくとも三つの開口のうちの前記一つの開口に向かって該開口に通すよう搬送し、
前記第一の搬送機構からの前記ワークを前記第二の搬送チャンバ内の前記第二の搬送機構に受取らせ、
前記制御可能なバルブ装置を閉鎖し、
前記第二の搬送機構によって前記ワークを前記第二の搬送チャンバの前記第二の開口に向かって搬送し、該搬送作用は前記ワークを上昇させることを含んでいる処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はワークを処理するための少なくとも１つのプロセスチャンバと、ワークがゲートを経て第１の搬送機構でもって該プロセスチャンバ内に搬入され、かつ処理後に該プロセスチャンバから搬出されるようになった排気式中央ディストリビュータチャンバとを具備するワーク処理用真空装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
雑誌「ソリッド  ステート  テクノロジィ（Solid State Technology）」／１９８７年１０月号（５５／５６頁）に開示されているように、この種のマルチチャンバ真空装置はシリコンウエハを処理するものとして公知であり、該マルチチャンバ真空装置の中央ディストリビュータチャンバにはロボットアームが設けられ、このロボットアームにより、処理されるべき各半導体円板が所定のプログラムに従って各プロセスチャンバに搬入され、またプロセス（例えばコーティング処理）の実施後に該半導体円板をプロセスチャンバから搬出される。この種の中央ディストリビュータチャンバには複数のプロセスチャンバが接続されるようになっており、半導体円板は各プロセスと各プロセスとの間で外気に持ち出されることなく中央ディストリビュータチャンバを通して一方のプロセスチャンバから他方のプロセスチャンバに搬送され得るようになっている。しかしながら、そのような場合、非常に敏感なプロセスに際しては、例えば或るプロセスチャンバ内で実施された処理工程において必要とされたガスの残りが別のプロセスチャンバ内に達し、このプロセスチャンバで実施されるプロセスを妨げる危険、あるいは一方の処理工程または他方の処理工程の際に例えば生じた微粒子が逃げる危険がある。また、未処理の半導体円板と共に外部から中央ディストリビュータチャンバ内にもたらされた微粒子が一部の既に処理済みの半導体円板の移動運動に際して浮遊して未処理の半導体円板に付着し、これらの未処理半導体円板に引き続き実施されるべくプロセスが損なわれることもある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
各処理工程をプロセスチャンバの前に置かれる圧力段差ゲート（例えば、それぞれ独立して排気される３つの真空チャンバから構成され、ウエハが各チャンバ間の壁面に設けられたスリットを通してプロセスチャンバに搬入されるようになった所謂圧力段差システム）により相互に切り離す方式が既に提案されている。しかしながら、その場合、圧力段差ゲートの主目的は単に真空システムの各チャンバ間の圧力差を保持するために過ぎない。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
したがって、本発明の目的は一方のプロセスチャンバから他方のプロセスチャンバへのあるいは一方のワークから他方のワークへの残留ガスまたは微粒子の逃げにかかわる上述の問題を最小に抑えうるか、あるいは全面的に排除され得るようになった複数のプロセスチャンバからなる真空装置を実現することである。
【０００５】
かかる目的を達成するために、本発明によれば、複数の処理工程によってワークを真空処理する真空処理方法であって、複数の処理工程を実行するグループを複数設け、各グループにおいて複数の処理工程の合間に各グループ用の搬送部材によりワークを搬送し、各グループ用の搬送部材を包囲するそれぞれの真空雰囲気を分離制御することにより複数のグループを互いに分離制御する真空処理方法が提供される。
【０００６】
本発明の好適な実施形態においては、プロセスチャンバに対応した複数の中間チャンバがディストリビュータチャンバに接続され得るようにされるか、あるいは単一の中間チャンバが複数のプロセスチャンバに対応するようにされる。
【０００７】
本発明の好適な実施形態においては、工作物を処理するための少なくとも１基のプロセスチャンバ及び工作物がゲートを経て第１の搬送機構により同所に搬入され且つ処理後に再び同所から搬出される排気式中央ディストリビュータチャンバを具備した工作物処理用真空装置に於いて、該ディストリビュータチャンバと少なくとも１基の前記プロセスチャンバとの間に、連絡開口及び開閉装置を有した排気式中間チャンバが前記ディストリビュータチャンバ及び前記プロセスチャンバに相対して位置しており、プロセスチャンバに工作物を搬入するための更に別な搬送機構が前記中間チャンバ内に配置されている。
【０００８】
本発明の好適な実施形態においては、対応する前記プロセスチャンバを有した複数の前記中間チャンバが前記ディストリビュータチャンバに接続されている。
【０００９】
本発明の好適な実施形態においては、複数の前記プロセスチャンバが前記中間チャンバに対応させられている。
【００１０】
本発明の好適な実施形態においては、前記第１の機構が前記ディストリビュータチャンバ中に配置された回転式ロボットアームとして形成されている。
【００１１】
本発明の好適な実施形態においては、更に別な搬送機構が垂直軸を中心に回転し得る保持装置として形成されている。
【００１２】
本発明の好適な実施形態においては、前記プロセスチャンバが前記中間チャンバの上方に配置され、前記回転式保持装置の円形軌道上方にあって選択的に開閉され得る開口を介して前記中間チャンバと連結される。
【００１３】
本発明の好適な実施形態においては、工作物を前記プロセスチャンバに上下降搬出入するため、前記保持装置の円形軌道下方に、前記開口と同軸配置されたリフティング装置が設けられている。
【００１４】
本発明の好適な実施形態においては、前記開閉装置に１基の制御装置が対応させられ、任意の処理工程中における前記中間チャンバの間の同時的な空間的結合が生じ得ないように為されている。
【００１５】
本発明の好適な実施形態においては、前記開閉装置に１基の制御装置が対応させられ、任意の処理工程中における前記プロセスチャンバの間の同時的な空間的結合が生じ得ないように為されている。
【００１６】
本発明の好適な実施形態においては、前記連絡開口及び対応する開閉装置を有した前記ディストリビュータチャンバがモジュールとして、その他のモジュールとしての少なくとも１基の前記中間チャンバと共にひとつの装置に合成され得、前記中間チャンバが種々相異したモジュールとして１基もしくは複数の前記プロセスチャンバを有し、その際、作動していない前記プロセスチャンバとの前記連絡開口が閉鎖され得る。
【００１７】
本発明の好適な実施形態においては、前記ディストリビュータチャンバに配置された前記第１の搬送機構が順次にその都度１個の工作物を前記ゲートから取出し、前記ディストリビュータチャンバを通過して前記中間チャンバに搬入し、該中間チャンバに配置された第２の搬送機構が前記第１の搬送機構から前記工作物を受取り、該工作物を前記中間チャンバと前記プロセスチャンバとの間の前記連絡開口と共心的な位置にもたらす。
【００１８】
本発明の好適な実施形態においては、１基の前記中間チャンバに複数の前記プロセスチャンバが対応させられ、前記プロセスチャンバと前記中間チャンバとの間の前記連絡開口の下方に前記中間チャンバに配置されて前記プロセスチャンバへの工作物の上下降搬出入を行なう前記リフティング装置が配置されている際に、前記第２の搬送機構が前記第１の搬送機構から受取った工作物を昇降装置の一方に載せ、該昇降装置が該工作物を昇降装置上方にある前記プロセスチャンバに搬入し、該工作物が同様にして（但し逆の搬送順序で）当初位置に返送される。
【００１９】
本発明の好適な実施形態においては、１基の前記中間チャンバに少なくとも２基の前記プロセスチャンバが連結されている場合に、これらのプロセスチャンバの各々がそれぞれ順次交互に装荷運転と再生を繰返し、一方の前記プロセスチャンバが再生されている間に他方の前記プロセスチャンバが装荷運転にもたらされる。
【００２０】
本発明の好適な実施形態においては、少なくとも１基の連結された前記プロセスチャンバを有すると共に前記昇降装置に代えてマガジンが配置された前記中間チャンバが、例えば真空装置のその他の部分の運転障害に際し、真空装置の他の部分から独立して機能し得るユニットとして稼動される。
【００２１】
本発明の好適な実施形態においては、移動式工作物受け台及び該受け台に配置されて搬送中の工作物を確保するための保持装置を具備し、いずれかのチャンバにおける工作物の表面処理のため排気式チャンバ間に於いて円板形工作物を上下降搬出入する昇降テーブルに於いて、前記保持装置が旋回により工作物との噛合いにもたらされあるいは噛合い外しされるように構成されて前記受け台に配置されており、これにより、前記保持装置は前記移動式受け台が加工ポジションに達する直前に噛合い外しポジションにもたらされ、その後、前記装置は同ポジションに於いて、前記受け台がなお処理ステーションへ搬送運動を続ける間、前記保持装置を工作物処理作用から保護するカバーの背後まで前進する。
【００２２】
本発明の好適な実施形態においては、前記工作物受け台に発熱体によって加熱される加熱板及び前記受け台の表面に達する多数の通路が具えられており、該通路が全体としてガス供給管に接続されて、前記受け台と工作物との間に該工作物を加熱するための均一な熱伝達手段としてのガスクッションをつくり出す。
【００２３】
本発明の好適な実施形態においては、前記工作物受け台中に高速冷却用冷媒を通すための通路が形成されている。
【００２４】
本発明の好適な実施形態においては、上昇搬送運動を行なう前記工作物受け台の上部が中間壁に設けられている前記開口を通過してチャンバ内に進入し得、前記受け台が前記工作物加工ポジションに達すると該受け台表面が前記中間壁に固定配置されているリング状カバーを超えて前記プロセスチャンバ内に突き出、該カバーの下側には前記中間壁に設けられた前記開口周縁にルースリングが配置され、該ルースリングは前記受け台が高く押し上げられる際に前記工作物の周縁に懸架され、また重量負荷手段として前記工作物を前記受け台に押し付けあるいは同所に生ずるガスクッションに対して反対の作用を及ぼし、更に、前記受け台と前記カバーとの間のリング状隙間の密閉を行なう。
【００２５】
本発明の好適な実施形態においては、上昇搬送運動を行なう前記工作物受け台が段差ピストン状に段付け形成されており、上部部品に接続している大きな直径を有した外周部が弁ヘッドとして形成されて、前記部品が加工ポジションに達している間、前記中間壁に密着して双方の前記チャンバの気密分離を行なう。
【００２６】
本発明の好適な実施形態においては、旋回式保持装置が前記上部部品に接続している大きな直径を有した前記工作物受け台の外周部に於いて旋回式に支持され、上下動方向と平行なロッドとして前記外周部の上面から外に突出して前記受け台の前記上部部品が側方に伸び、その先端部に工作物を保持するための円板を具備しており、更に、前記ロッドがその軸方向にバネ弾性支えされ、前記受け台が加工ポジションに達する際に、噛合い外しポジションに於いて前記ロッドが前記カバーに弾性押付けされる。
【００２７】
本発明の好適な実施形態においては、２基の前記旋回式保持装置が前記受け台の一方側に配置され、１基の前記保持装置が反対側に配置され、旋回によって協働して前記受け台上の工作物の定位置ポジショニングを行なう。
【００２８】
本発明の好適な実施形態においては、円板形工作物の工作物受け台に於いて、前記工作物の支持具として機能する支持プレートが該プレート表面全体に亘り、前記プレートを貫く多数の孔を有し、前記支持プレートがガスディストリビュータチャンバに接すると共に該チャンバにプレート孔が通じており、前記チャンバがガス供給源と結合して、前記プレートと前記工作物との間の熱媒体として機能するガスを広範囲に亘って両者の間に吹き入れる。
【００２９】
本発明の好適な実施形態においては、ガスが周辺に流出するように前記支持プレートが構成されている。
【００３０】
本発明の好適な実施形態においては、上記昇降テーブルが上記工作物受け台を具備する。
【００３１】
本発明の好適な実施形態においては、円板形工作物を平面的に保持且つ搬送する保持装置に於いて、搬送面に対して垂直に配置された回転軸が回転軸に対して半径方向に伸び、前記搬送面に対して平行を為す少なくとも１本のジブアームを有し、該アームに、前記工作物の把握及び引渡しを行なうための２本の保持アームが前記ジブアームに沿って可動式に配置されている。
【００３２】
本発明の好適な実施形態においては、前記搬送面に対して垂直に配置された前記回転軸が互いに相対し且つ前記搬送面に対して平行に伸びた２本の前記ジブアームを有し、いずれの前記ジブアームにも該アームに沿って前記の面内を往復運動し得る１本の前記保持アームが配置されており、該保持アームが、工作物の把握及び引渡しを行なうため、双方の前記アーム間の中心にある前記回転軸を基準として、同時に該回転軸に向かって運動しあるいは該回転軸から離反する方向に運動する。
【００３３】
本発明の好適な実施形態においては、前記回転軸が１基の駆動装置と連結しており、該駆動装置が前記保持アームを有した前記ジブアームを円平面に於いて所定の旋回角度だけ回転させる。
【００３４】
本発明の好適な実施形態においては、前記円板形工作物の処理を行なうための真空装置に於いて、前期真空装置が、前記中間チャンバと前記プロセスチャンバとの間の前記搬出入手段として前記昇降テーブルを具備する。
【００３５】
本発明の好適な実施形態においては、前記円板形工作物の処理を行なうための真空装置に於いて、前記真空装置が前記保持装置を具備する。
【００３６】
本発明の好適な実施形態においては、１基の排気式ディストリビュータチャンバ、該ディストリビュータチャンバ内に配置された搬送機構により前記ディストリビュータチャンバ内に搬入されあるいは該チャンバから搬出されることとなる工作物を収容するための前記ディストリビュータチャンバに接続されたゲートならびに前記ディストリビュータチャンバからの工作物が装荷される少なくとも１基のプロセスチャンバを具備した円形工作物処理用真空装置に於いて、前記ディストリビュータチャンバがその周囲に均等に配された、当該数の中間チャンバの選択的接続を行なうための開閉装置を具えた複数の連絡開口を有し、各該中間チャンバに少なくとも１基の前記プロセスチャンバが対応させられ、該プロセスチャンバが開閉可能な連絡開口を介して前記チャンバと連結され、前記中間チャンバ内に於いて前記プロセスチャンバとの各該連絡開口の下方に昇降テーブルが配置され、該昇降テーブルがその上に上載された工作物を前記中間チャンバの上方に配されている当該プロセスチャンバ内に搬入すると同時に前記プロセスチャンバと前記連絡開口を密閉する。
【００３７】
本発明の好適な実施形態においては、前記プロセスチャンバが前記中間チャンバの上方に前記中間チャンバの中心の周囲に分布配置され、前記中間チャンバ内の中心に軸を中心にして回転し得る、前記ディストリビュータチャンバ内に配置された前記搬送機構から工作物を受取り且つ工作物を前記中間チャンバ内の前記昇降テーブルの一方に上載するためのグラブ装置が配置されている。
【００３８】
本発明の好適な実施形態においては、前記中間チャンバが前記ディストリビュータチャンバに接続し得る、１基もしくは複数の前記プロセスチャンバを具備した種々相異したモジュールとして形成されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
次に、添付図面を参照して、本発明による真空装置の一実施形態について説明する。
【００４０】
図１にはゲートチャンバ１が示され、このゲートチャンバ１には外部との境界をなすゲート２と、ウエハマガジン４を支持する保持具３とが設けられる。ウエハマガジン４は蛇腹式パッキン５と作動器６とからなる昇降装置によって上下動させられ、これによりウエハマガジン４内の処理されるべき所定の円板がその都度弁８の開口を通ってディストリビュータチャンバ７内に移送させられるのに適した高さにされる。なお、弁８は作動器９により必要に応じて開閉される。
【００４１】
ディストリビュータチャンバ７内には、その都度ウエハマガジン４から取り出された円板を中間チャンバ１５に搬送するためのディストリビュータチャンバ機構（１０，１１）すなわち第１の搬送機構が設けられ、このディストリビュータ機構は回転自在に配置されたロボットアーム１０を備え、このロボットアーム１０は制御駆動器１１に取り付けられる。ロボットアーム１０は弁８の解放時に円板受け１２によってウエハマガジン４からその都度１枚の円板を取り出し、補助駆動器１３によって作動される弁１４の解放時にその弁１４を通して該円板を中間チャンバ１５内に搬入する。複数の中間チャンバが設けられている場合には、円板は処理プログラムに対応してそれぞれの中間チャンバに搬入される。
【００４２】
図１では、回転式ロボットアーム１０がウエハマガジン４から円板を受け取る位置については、１０′を持って一点鎖線で示され、これに対して、該ロボットアーム１０が弁１４の解放時に円板を中間チャンバ１５に転送させる位置については１０をもって実線で示される。円板が製造工程の一環として所定の処理工程（例えば、コーティングあるいはエッチング）に付される各プロセスチャンバ２４，２５に円板を移送させるために中間チャンバ１５には円板中継機構すなわち第２の搬送機構が設けられる。
【００４３】
円板中継機構（第２の搬送機構）はディストリビュータ機構（第１の搬送機構）と同様に、そのディストリビュータ機構によって移送された円板を受け取るためのグラブ要素２１を備えた回転アーム２０を包含する。所定の円形軌道上に位置しプロセスチャンバ２４および２５に通じる開口２２および２３の真下に移送され、そこから昇降装置２６および２７（ゲートチャンバ１における昇降装置として同様に構成され得る）によって、各プロセスチャンバの処理位置まで上昇させられ、処理後には再び下降させられて、別の処理ステーションに転送させられる。図示の実施形態では、昇降装置２６および２７は環状パッキン２８および２９を備え、これらパッキン２８および２９により、昇降装置２６および２７が開口２２および２３の周囲の中間チャンバの天井に密接した際に該中間チャンバとプロセスチャンバとの間の真空密封シールが得られることになる。なお、図１では、パッキン２８の真空密封シール位置が２８′で示される。
【００４４】
また、図１には更に種々のチャンバに対応したポンプ設備が示され、これらポンプ設備の各々は例えば補助ポンプ３０、復水器３１、高真空ポンプ３２および弁３３から構成され得る。それら弁およびポンプは制御装置あるいは制御コンピュータに接続され、所望の処理工程に応じて制御されることになる（なお、それ自体は本発明の一部を構成するものではない）。
【００４５】
図１に示す実施形態では、１つの中間チャンバ１５だけがディストリビュータチャンバ７に接続された単純な構成となっているが、ディストリビュータチャンバ７に２つあるいはそれ以上の中間チャンバを接続してもよく、この場合各中間チャンバから円板を、所定のプログラムに応じて円板中継機構によって、該中間チャンバに接続された各プロセスチャンバに配分し得ることは明らかであろう。
【００４６】
図２には複数の中間チャンバを具備した真空装置が示されている。中央のディストリビュータチャンバは４０で示され、処理されるべき円板はゲートチャンバ４２を経てディストリビュータチャンバに搬入され、処理の実施後には該チャンバから搬出される。中央ディストリビュータチャンバには３方向に中間チャンバ４４，４４′および４４″が接続され、本実施形態では、それら中間チャンバの各々にはそれぞれ３つのプロセスチャンバが設けられ、それらプロセスチャンバは図２では４５，４６および４７，４５′，４６′および４７′ならびに４５″，４６″および４７″で示される。中央ディストリビュータチャンバ４０と中間チャンバ４４，４４′および４４″との接続は弁４８，４８′および４８″で行われ、各弁の開閉は実施されるべきプロセスに応じて制御装置によって行われる。上述したような第１および第２の搬送機構（図２では図示されない）はそれぞれ中央ディストリビュータチャンバ内とそこにフランジ接続された中間チャンバ内に設けられ、それら搬送機構によって、円板が図１の場合と同様な態様でプロセスに応じて各チャンバから配分されると共にそこから取り出されることになる。
【００４７】
図３には図１に示した実施形態において用いられた第１および第２の搬送機構の作動態様が示されており、そこでは図１と同じ構成要素については同じ参照番号が用いられている。駆動器１１により駆動制御されるロボットアーム１０にはプレートが取り付けられ、このプレートは円板の下側に挿し込まれてゲートチャンバ１内のウエハマガジンから円板を受け取り、次いでロボットアーム１０は引き込まれて位置１０′から位置１０まで回動させられ、続いて中央チャンバ１５内のグラブ要素２１に円板を引き渡す。その後、円板は第２の搬送機構の回転軸２０′を中心とした回動運動によってプロセスチャンバの開口に正しく対応した位置まで移動させられる。なお、図１に示す真空装置では、円板が第２の搬送機構の引き渡された際に該円板はその引渡し位置においてプロセスチャンバ２４に正しく対応した位置を取るようになっている。図３において、ロボットアーム１０のプレート上に載せられた円板５１はグラブ要素２１上に引き渡された状態（したがって、円板５１は図１に示した開口２２の真下に位置する）で示され、また円板５２はアームの回転によりプロセスチャンバ２５の開口２３の真下となる位置で示されている（３つのプロセスチャンバが設けられる場合にはその回転角度は１２０°とされる）。
【００４８】
本発明による真空装置に作動態様について図１を例として説明すると、その作動上の特徴は、ディストリビュータチャンバ７内に設けられた第１の搬送機構（１０，１１，１２）によって、円板すなわちワークがゲートチャンバ１内のウエハマガジン４からその都度１つづつ順次取り出され、次いでディストリビュータチャンバ７を通して中間チャンバ１５内に搬入され、この中間チャンバ１５内に搬入されたワークが第１の搬送機構から該中間チャンバ１５内に設けられた第２の搬送機構（２０，２１）によって受け取られ、これによりワークが中間チャンバ１５とプロセスチャンバ２４または２５との間の連絡開口２２または２３と同心的な位置に保持される点にある。特に、中間チャンバ１５に複数のプロセスチャンバ２４，２５が接続され、しかも該プロセスチャンバ２４，２５と中間チャンバ１５との連絡開口２２，２３の下方に昇降装置２６，２７が配置され、その昇降装置２６，２７の上下運動により円板がプロセスチャンバ内に搬入され、かつそこから搬出される場合においては、その作動上の特徴は第２の搬送機構（２０，２１）が第１の搬送機構（１０，１１，１２）から受け取ったワークを昇降装置２６または２７上に載せ、この昇降装置がその上方に位置したプロセスチャンバ２４または２５内にワークを搬入し、このワークが同様（但し逆の搬送順序で）に元の位置に戻される点にある。
【００４９】
本発明による真空装置の作動において、特に単一の中間チャンバ１５に少なくとも２つのプロセスチャンバ２４，２５が接続されている場合には、それらプロセスチャンバで装荷（処理）および再生（準備）が順次交互に行われるように繰り返され、しかも一方のプロセスチャンバで再生を行っている間に他方のプロセスチャンバで装荷を行うようにすることが可能である。換言すれば、このことは各チャンバ内で円板を処理する一定時間とチャンバの再生を行う一定時間とが交互に反復されるということを意味する。２つのプロセスチャンバを設けて、かかるサイクルを交互に行い得ることから、再生段階と処理段階とが不断に行われることになる。
【００５０】
また、本発明による真空装置においては、円板ストックを備えたウエハマガジンを昇降装置２６，２７に代えて中間チャンバ１５内に配置し、しかも複数（例えば３つ）のプロセスチャンバを持つ中間チャンバを真空装置のその他の部分から独立的に機能し得るユニット（換言すれば、例えば真空装置のその他の部分が運転障害によって機能が停止した場合に自律的に作動し得る）として構成していてもよい。
【００５１】
上述したように、本発明による真空装置の中間チャンバのそれぞれには昇降装置が設けられ、該昇降装置はそこに搭載された円板をその中間チャンバ上方のプロセスチャンバ内に搬入するために用いられる。この場合、円板すなわち円板状ワークは昇降装置の受け台上に確実に保持されなければならない。すなわち、ワークは所定位置に位置決めされると共にその縁が確実に保持されなければならない。
【００５２】
円板状ワークの保持を行うためにその縁を包むようになった円板形のグラブ式リーフばね片を保持具として使用することは公知である。このような保持具は開閉自在となっていて、その閉鎖位置で円板状ワークの保持を行う。この場合、該保持具がプロセスチャンバ内で円板状ワークの施される処理に曝されることが問題となる。例えば、そのような処理は一分当たりワーク１枚の処理速度で行われるワーク１枚当たり１ｍアルミニウムのコーティング処理であり、これは５日間で７mmのアルミニウム層が保持具に形成されるという結果を伴う。また、アルミニウムが付着して堆積させられると、円板状ワーク上のコーティング層に望ましくない濃淡差を生じさせ得る。更に、円板状ワークが保持具と癒着してそこから離れなくなってしまうこともある。一方、エッチング処理が施される場合には、保持具も共に腐食を受け、そのとき保持具から分離されたその材料がワーク表面を汚染し得る。また、陰極吹付けエッチング処理にあっては、保持具が電位の歪みを惹起し、これにより一種のハローあるいは陰影が生じ得ることになる。
【００５３】
円板すなわちワークの処理を行う場合には、それがプロセスチャンバに搬入される前に該ワークを所定の向きに方向付けて昇降装置の受け台上に位置決めすることが屡々行われる。マイクロエレクトロニクス−集積回路素子製造用半導体円板状ワークの処理に際しては、例えば、円板状ワークにはその結晶配向を識別し得るようにするためにセグメントが切り欠かれ、該ワークは円形とは異なった輪郭を持つことになり、このためワークの受け台にも円形とは異なった輪郭が与えられることになり、これによりワークは該受け台に対して正確な方向付けで保持されて搬送されることになる。
【００５４】
したがって、冒頭で述べたタイプの真空装置では、ワークを所定の方向付け位置で受け台に保持させ得ると共に該ワークの搬送中にもその保持位置を確保し得る保持具であって該ワークの処理中にその処理作用を受けることのない保持具を備えた特別な昇降テーブルを持つ昇降装置が要求される。
【００５５】
また、真空装置に用いられる昇降テーブルはプロセスチャンバでのワーク処理を処理する際の温度を一定にかつ不変に維持し得るように構成していなければならず、このため該昇降テーブルにはワークの下側で加熱あるいは冷却を行い得るようにすることも要求される。
【００５６】
ワークを受け台上に所定の方向付けで位置決めすると共にプロセスチャンバ搬入時でのワークに位置を確保するために、円板状ワークの上下搬送を行い得るようになった昇降テーブルが用いられる。このような昇降テーブルは移動式となったワーク受け台を有し、この受け台には旋回によってワークと係合したり離脱したりし得るようになった保持具が設けられ、このとき保持具は移動式受け台が処理位置に到達する直前に離脱位置に移行させられ、該移動式受け台が処理ステーションまで搬送運動させられている間、該保持具はそれをワーク処理作用から保護するカバーの背後に進められる。
【００５７】
もう一方の目的を実現するために、ワーク受け台には発熱体によって加熱される加熱板と、その受け台表面に連通させられた多数の通路が設けられ、それら通路はガス供給管に接続され、これにより受け台とワークとの間で該ワークを均一に加熱させる熱伝達媒体としてのガスクッションが形成される。このようなガスクッションにより、ワークの下側には実質的に均一な熱分布が得られる。ワークをガスクッションによって受け台から浮遊させないようにするために、重量付加体としてルースリングが用いられ、このルースリングは処理ステーションにおいてワークの外周縁に載せられる。また、ルースリングはワークを支承する受け台と上述のカバーとの間の環状空間を封鎖させる目的も持つ。一方、そのような目的のためだけにかかるリングを用いてもよく、この場合には該リングは受け台の周縁だけに配置されてワークには載らないようにされ、そのワークは自由な状態で搭載されて搬送されることになる。要するに、同様なリング手段を用いるにしても、どのようなタイプの処理が求められているかに応じて、ワークを自由な状態で搭載してその処理を行ってもよいし、あるいはワークの周縁を確保した状態でその処理を行ってもよい。ワークと受け台との間のガスクッションに対してシールが行われるべきである場合には、かかるリングをワークの全周縁に亘って載せることが好ましい。この場合、リングはばね式蛇腹要素を介して気密状態に真空装置のハウジングに固定させることが可能であり、このときガスクッションの圧力に対向するためにばね式蛇腹要素のばね作用を利用してもよい。また、ワークがその最も外側の周縁領域まで処理されるべき場合には、リングの内側周縁部に設けられたフックでもって該リングをワークの周縁から吊下するようにしてもよい。このようにすると、かかるフック吊下部を除くワーク周縁部領域を含む広い範囲に亘って処理を行うことが可能となる。
【００５８】
ワークとの係合および離脱を行い得るように旋回する保持具を備えた昇降テーブルでは、該保持具が処理作用に曝されることなくカバーの背後で保護され、これにより該保持具とワークとの癒着を阻止する長所が得られる。ワークの周縁に載せられたリングが該ワークと癒着した場合には、旋回式保持具が内方位置まで旋回されて、昇降テーブルが初期位置に移動させられるとき、該リングはワークから引き剥がされることになる。
【００５９】
図４には図１に示した中間チャンバ１５内でワークを上下動させる昇降装置２６，２７を昇降テーブルとして構成した際の要部が示されている。図４において、昇降テーブル２６はいわゆる負荷位置に置かれた状態で示され、この負荷位置で円板状ワーク６１が複数の構成要素からなるワーク受け台６２に載せられる。詳述すると、ワークは受け台の中央部６３上に置かれ、その中央部６３には加熱板６４が設けられ、この加熱板６４は発熱体６５によって加熱される。加熱板６４には複数の垂直通路６６が形成され、これら垂直通路６６を通してガスが円板状ワークと加熱板６４の上側との間に送られるようになっている。発熱体６５は加熱板６４を５００℃以上まで加熱することが可能であり、これにより加熱ガスは熱伝達媒体として用いられて、ワーク面が均一に加熱されることになる。加熱板６４の端縁部でシールを行うことは非常に困難であるから、加熱ガスとして真空装置での処理ガスと同じものを用いることが好ましい。
【００６０】
加熱板６４の下側にあるフランジ６７は発熱体６５の取付でなく加熱板６４の垂直通路６６へのガス供給にも利用される。加熱板６４とフランジ６７とは共に別のフランジ６８によって取り付けられ、このフランジ６８自体には高速冷却装置のダクト６９が設けられる。フランジ６８は薄肉管７０を介して部材７１に断熱的かつ気密的に接続され、該部材７１は電気的に絶縁された状態で設けられて冷却されるようになっている。
【００６１】
上下動式の受け台６２には保持具７２および７３が旋回式に設けられる。図７に示すように、一方の側には２つの保持具７２が配置され、その反対側には１つの保持具７３が配置される。ワーク６１が受け台６２に載せられた後、かかる保持具はワークに対する離脱位置７２ａ，７３ａからワークに対する係合位置７２ｂ，７３ｂまで移動させられる。この目的のために、保持具はワーク受け台６２の中心軸に対して平行な軸線７４を中心にして旋回させられる。このような旋回運動時に受け台６２上のワーク６１の位置修正が必然的に行われることになるが、これについては図７を参照して後述することにする。保持具７２および７３はそれぞれロッド状部材７５を含み、これらロッド状部材７５はその軸線を中心として回転し得るように軸受７６によって支持される。圧縮ばね７７はロッド状部材７５を取り巻いて設けられ、しかも軸受７６によって支持され、これにより各保持具は上方に向かって弾性的に押圧される。
【００６２】
また、上下動式のワーク受け台６２には外側円筒部材７８が設けられ、この外壁円筒部材７８内で保持具７２および７３は旋回運動し得るように配置される。図１からも明らかなように、昇降テーブル２６は中間チャンバ１５のチャンバ壁７９に形成された開口部を下方から貫いて延在し、このとき昇降テーブル２６はチャンバ壁７９の下側でそのフランジでもって接合させられる。図１および図４に示すように、中間チャンバ１５の上方にはプロセスチャンバ２４が位置し、このプロセスチャンバ２４は中間隔壁８０に形成された開口２２を介して中間チャンバ１５と連通させられるワーク６１を処理すべく昇降テーブル２６が上昇させられると、外側円筒部材７８の上端に設けたガスケット８２が中間隔壁８０の開口２２の周縁に弁座８１として形成された箇所でシール係合させられる。すなわち、昇降テーブル２６は単にワークを上下動搬送させるだけでなく同時に中間チャンバ１５をプロセスチャンバ２４から気密的に分離させる弁機能をも果たすことになる。
【００６３】
図４に示すように、中間隔壁８０にはプロセスチャンバ２４内に配置されたリング状カバー８３が取り付けられ、このリング状カバー８３の下方側では中間隔壁８０の開口部２２の周縁にルースリング８４が載せられ、このときルースリング８４の一部が外開口２２内に若干入り込むことになる。ルースリング８４の内側周縁には複数のフック要素８５が間隔を置いて設けられる。
【００６４】
図５ではワーク受け台６２はその上昇中間位置で示され、このとき受け台６２上のワーク６１はルースリング８４を若干持ち上げて、該ルースリング８４はそのフック要素８５でもってワーク６１の周縁から吊下された状態となり、これによりワーク６１は加熱板６４に押し付けられると共にその側方へのずれが阻止されることになる。要するに、ルースリング８４は重量負荷手段としても機能し、ワーク６１と加熱板６４との間に形成されるガスクッションに対して反対に作用することになる。ルースリング８４は、また、受け台上に支持されて上昇させられたワークとリング状カバー８３との間に形成される環状空間を遮蔽して、その下方に位置する部品をプロセスチャンバ２４内で処理作用から保護する機能をも持つ。なお、図５では、保持具７２および７３はワークに対する離脱位置（すなわち、外方に旋回された位置）で図示されている。
【００６５】
図６にはワーク受け台６２が最終位置まで上昇させられた状態で示され、このため該受け台６２は処理位置に置かれたことになる。そのような最終位置では、受け台６２は外側円筒部材７８は中間隔壁８０の開口２２の周縁に弁座８１として形成された箇所に到達することになる。このときワーク６１はリング状カバー８３よりも上方に突出して、プロセスチャンバ２４内での処理に全面的に曝されることになる。保持具７２および７３はリング状カバー８３の下側に当接してばね７７に弾性力に抗して下方に押し付けられる。リング状カバー８３の下側となるかかる位置で保持具７２および７３はワークの処理作用から保護されることになる。
【００６６】
図６の左半分と右半分とでは異なった状態が図示されており、可動式のルースリング８４はその左半分側だけに図示される。図６の右半分側にはリング状遮蔽部材８６が図示され、このリング状遮蔽部材８６は受け台６２に取り付けられてリング状カバー８３とワーク６１との間の環状空間を遮蔽し、これによりその下方の部品がプロセスチャンバ２４内の処理作用から保護される。リング状遮蔽部材８６は溝を形成するような形態とされ、そこにはコーティング処理時に徐々に付着成長する被膜（例えば厚さ７mmまでのアルミニウム被膜）が受容されることになる。また、リング状カバー８３上にもかかる被膜が付着され得るが、該リング状カバー８３についてはプロセスチャンバ２４から容易に取り出して交換することが可能である。この点についてはルースリング８４およびリング状遮蔽部材８６についても同様なことが言える。なお、図６の右半分側では、ワーク受け台だけ（すなわち、加熱板を設けない）でも実施可能な例が示されている。
【００６７】
図７はルースリング８４の平面図であり、そこにはルースリング８４の内側周縁に設けられたフック要素８５が二点鎖線で示した円板状ワーク６１と保持具７２および７３と協働させられた状態で図示されている。換言すれば、図７はリング状カバー８３を取り除いてプロセスチャンバ２４の側から見た平面図である。図７では、ワーク受け台６２は図５に示したような上昇中間位置とされているが、保持具７２および７３はまだ外方に旋回されていない状態で示されている。換言すれば、図７に示す状態は、図４でルースリング８４がワーク６１と保持具７２および７３との上方側にあるものとして、該保持具７２および７３が内方に旋回させられた後の負荷位置の状態と同じである。それらの状態は処理位置から負荷位置へのワークの移動時に繰り返される。すなわち、往復搬送運動を伴う各処理サイクルで２回ずつ、保持具７２および７３が図７の位置から内方に旋回させられる度毎にワークの位置の修正が行われる。この場合、先ず、保持具７２の双方が図４に図示されない軸線８７（中心軸線に対して平行）を中心として旋回させられて機械的なストッパに対して当接させられる。次いで、保持具７３が図４に示すように軸線７４を中心として内方側に旋回させられると、その保持具７３によって、ワーク６１のセグメント端６１ａ（すなわち、フラット部）は保持具７２の双方に向かってソフトに圧接させられるようになるが、このときセグメント端６１ａが保持具７２の双方に同じに接触しない場合（すなわち、セグメント端６１ａが保持具７２の双方に対し平行となっていない場合）、ワーク６１の位置修正が行われることになる。このようなワーク位置修正時にワーク６１は軸線８８に沿って変位され得るが、そのような変位については負荷位置と中間位置と双方で制限し得る。すなわち、負荷位置では一方から他方にワークを搬送するための搬送手段（ここでは言及されていない）によって、また中間位置ではルースリング８４あるいはそこに取り付けられた部品によって、かかる変位が制限され得ることになる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明による真空装置の垂直断面図である。
【図２】３つの中間チャンバおよび９つのプロセスチャンバを備えた真空装置の平面図である。
【図３】円板を第１の搬送機構から第２の搬送機構に中継させる円板中継システムを示す斜視図である。
【図４】中間チャンバ内に配置されしかも円板保持装置を備えた昇降テーブルを第１の昇降位置で示す垂直断面図である。
【図５】図４の昇降テーブルを中間位置で示す図である。
【図６】図４の昇降テーブルをプロセスチャンバ内での円板処理時の最終位置で示す図である。
【図７】昇降テーブルの構成を平面で示す図である。
【符号の説明】
【００６９】
１    ゲートチャンバ
２    ゲート
３    保持具
４    ウエハマガジン
５    蛇腹パッキン
６    作動器
７    ディストリビュータチャンバ
１０    ロボットアーム
１１    制御駆動器
１５    中間チャンバ
２０    回転アーム
２１    グラブ要素
２４，２５    プロセスチャンバ
２６，２７    昇降装置
４０    ディストリビュータチャンバ
４４，４４′，４４″    中間チャンバ
４５，４６，４７    プロセスチャンバ
４５′，４６′，４７′    プロセスチャンバ
４５″，４６″，４７″    プロセスチャンバ
６２    ワーク受け台
６４    加熱板
６５    発熱体
７２，７３    保持装置
【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】
2005167270.tif 000007
【図６】
2005167270.tif 000008
【図７】
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