JP2002511651A - 真空処理のための同期的多重化型略零無駄動作アーキテクチャ - Google Patents
真空処理のための同期的多重化型略零無駄動作アーキテクチャInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 真空処理のための同期的多重化型略零無駄動作（ゼロオーバーヘッド）アーキテクチャを構成する。
【解決手段】 ワークピースが、複数のダウンストリームまたはイン・チャンバ処理リアクタに配設された、反復し、交互的にスイッチングする共通の高周波電源（２２）によって、かつ、処理アリクタの動作中にワークピースを能動的に真空にすることによって、他の処理チャンバ内の他のワークピースを次に処理する処理に関係したオーバーヘッドタスクを大気雰囲気においてロボットを用いて同時的に実行される間、連続的に製造される。交互に使用するチャンバ内のワークピースの能動処理は重複せず、ロボットは能動的な処理工程の間準備されているタスクの全てを開始して終了することにより、仮想的なゼロオーバーヘッドを提供する。システム・アーキテクチャーは、並列に動作するデュアルチャンバ以外の全ての冗長な構成要素を排除することを可能にする。好適な形態は、共通のマイクロ波電源（２２）と、共通の真空ポンプ（６）と、共通のスロットル弁である。
Description
【０００１】
この発明は、包括的には、製造方法における有効なワークピース処理時間に対
するワークピース取り扱い上の無駄動作(overhead)を減少するための装置及び方
法に関し、より特定的には、半導体ウエーハ処理チャンバの真空化のための吸引
、チャンバの大気への通気及びチャンバへの又はチャンバからのウエーハの搬送
に要する相対時間を減少すると共に、ウエーハの半導体層の有効なエッチング、
剥離及び沈着などによりにチャンバ内でウエーハを有効に処理するのに消費され
る有効時間を増大するための装置及び方法に関し、更に特定すると、下流２連型
もしくはチャンバ内臓型プラズマリアクタ間での共通ＲＦもしくはマイクロ波電
力源の交互の切り替えを行うと共に一方のリアクタでの有効な処理の実行と他方
のリアクタでの上記無駄動作の実行とを交互に行う方法に関し、これにより通常
型の２連式もしくは多数リアクタ方式に比較して相対的にみた設備コストの減少
にも関わらず機械の全般的な生産量を有意に増加させることができるものである
。
するワークピース取り扱い上の無駄動作(overhead)を減少するための装置及び方
法に関し、より特定的には、半導体ウエーハ処理チャンバの真空化のための吸引
、チャンバの大気への通気及びチャンバへの又はチャンバからのウエーハの搬送
に要する相対時間を減少すると共に、ウエーハの半導体層の有効なエッチング、
剥離及び沈着などによりにチャンバ内でウエーハを有効に処理するのに消費され
る有効時間を増大するための装置及び方法に関し、更に特定すると、下流２連型
もしくはチャンバ内臓型プラズマリアクタ間での共通ＲＦもしくはマイクロ波電
力源の交互の切り替えを行うと共に一方のリアクタでの有効な処理の実行と他方
のリアクタでの上記無駄動作の実行とを交互に行う方法に関し、これにより通常
型の２連式もしくは多数リアクタ方式に比較して相対的にみた設備コストの減少
にも関わらず機械の全般的な生産量を有意に増加させることができるものである
。
【０００２】
a. プラズマの発生 プラズマ発生の第１の原因は局部的領域において強力な熱が発生し、気体原子
若しくは分子が励起状態となることにある。このエネルギは一般的な化合物のあ
る物についてはその解離を惹起せしめるほど強力である。
若しくは分子が励起状態となることにある。このエネルギは一般的な化合物のあ
る物についてはその解離を惹起せしめるほど強力である。
【０００３】 例えば、CF4 は安定な気体状化合物であるが、幾分かのフッ素原子は極端な反
応性を有する単体原子Ｆを構成するように剥離されうる。酸素の場合は天然に存
在するのはО2 であってО1 ではない。酸素がマイクロ波放射によって頻繁に生
成される強力なRF電界を通されると、かなりの割合で単体原子状酸素О1 への分
離が現に起り、О2 よりはるかに反応性に富む。単体原子状酸素はプラズマの場
においては1000℃のような又はそれより高い温度に加熱することもできる。フォ
トレジストは炭素をベースとするか又は有機化合物である。ウエーハを一般に２
２０から２７０℃に加熱しかつ高温の単原子状態酸素に曝すと、フォトレジスト
は厚みもしくは他の要因の依存性はあるが１０から１５秒で燃え尽きてしまう。
新規化合物は一般的にはCO2, CO 及びH2O であり、これらは大気条件下では気体
である。それから、フォトレジスト廃棄物は気体状態で真空ポンプにて排気され
る。エッチング処理下においては、異なった気体状揮発物が形成される。
応性を有する単体原子Ｆを構成するように剥離されうる。酸素の場合は天然に存
在するのはО2 であってО1 ではない。酸素がマイクロ波放射によって頻繁に生
成される強力なRF電界を通されると、かなりの割合で単体原子状酸素О1 への分
離が現に起り、О2 よりはるかに反応性に富む。単体原子状酸素はプラズマの場
においては1000℃のような又はそれより高い温度に加熱することもできる。フォ
トレジストは炭素をベースとするか又は有機化合物である。ウエーハを一般に２
２０から２７０℃に加熱しかつ高温の単原子状態酸素に曝すと、フォトレジスト
は厚みもしくは他の要因の依存性はあるが１０から１５秒で燃え尽きてしまう。
新規化合物は一般的にはCO2, CO 及びH2O であり、これらは大気条件下では気体
である。それから、フォトレジスト廃棄物は気体状態で真空ポンプにて排気され
る。エッチング処理下においては、異なった気体状揮発物が形成される。
【０００４】 プラズマは大気圧下で生成可能であるが、点火は困難で、制御は困難で、甚大
な電力を消費し、強力なUV光を発生し、その封じ込めは厄介である。半導体処理
の応用はその殆どが大気圧条件に対して大きな減圧下で実行される。一般的階級
として、プラズマ処理は大抵は１ミリトルの低圧範囲から大雑把にいって１０ト
ルの高圧範囲にて実施される。例えば、フォトレジスト灰化若しくは表面クリー
ニング及び準備圧力範囲は大略0.1 トルから２トルである。
な電力を消費し、強力なUV光を発生し、その封じ込めは厄介である。半導体処理
の応用はその殆どが大気圧条件に対して大きな減圧下で実行される。一般的階級
として、プラズマ処理は大抵は１ミリトルの低圧範囲から大雑把にいって１０ト
ルの高圧範囲にて実施される。例えば、フォトレジスト灰化若しくは表面クリー
ニング及び準備圧力範囲は大略0.1 トルから２トルである。
【０００５】 希薄圧力下でのプラズマの発生方法の例としては電荷結合電極、平行電極リア
クティブエッチャ(RIE) 、共鳴ＲＦコイルを備えた誘電結合プラズマ(ICP) 、マ
イクロ波キャビティ、エレクトロンサイクロトロン共鳴(ECR) である。具体化方
法のあるものとしてはプラズマを形成するための電磁場を具備せしめることがで
きる。
クティブエッチャ(RIE) 、共鳴ＲＦコイルを備えた誘電結合プラズマ(ICP) 、マ
イクロ波キャビティ、エレクトロンサイクロトロン共鳴(ECR) である。具体化方
法のあるものとしてはプラズマを形成するための電磁場を具備せしめることがで
きる。
【０００６】 b. 真空処理 ウエーハの半導体層を有効にエッチングし、剥離し、デポジットする半導体シ
リコンウエーハ処理は一般的には相当な減圧条件下で実施され、その圧力範囲は
10-3トルの大分下から数トルの範囲であり、これによりＲＦ若しくはマイクロ波
エネルギでプロセスガスを励起するプラズマ条件を容易に確立することができる
。プラズマ励起プロセスガス属は相当に高い反応レベルを有しており、これによ
り処理すべき意図された半導体層との結合を促進することができる。この真空処
理は半導体処理設備自体の高コスト（真空ポンプ単独でもそのコストは凡そ40,0
00.00 ドルである）の原因となっていると共に、バキュームのための排気、大気
への開放、ウエーハの搬入及び搬出、ドアの開放及び閉鎖、流入若しくは流出ガ
スの計量等の無駄動作（多くは完全サイクルの６５〜８０％に達する）に消費さ
れる時間が相対的に延長される原因となっている。更に、これらのサブシステム
の各々は多チャンバ機械に設置されることが多く、１００％の冗長度を提供して
おり、設備コスト及び設置スペースを大いに消費するものである。Nakaneの米国
特許4,483,651(2:10-13)。
リコンウエーハ処理は一般的には相当な減圧条件下で実施され、その圧力範囲は
10-3トルの大分下から数トルの範囲であり、これによりＲＦ若しくはマイクロ波
エネルギでプロセスガスを励起するプラズマ条件を容易に確立することができる
。プラズマ励起プロセスガス属は相当に高い反応レベルを有しており、これによ
り処理すべき意図された半導体層との結合を促進することができる。この真空処
理は半導体処理設備自体の高コスト（真空ポンプ単独でもそのコストは凡そ40,0
00.00 ドルである）の原因となっていると共に、バキュームのための排気、大気
への開放、ウエーハの搬入及び搬出、ドアの開放及び閉鎖、流入若しくは流出ガ
スの計量等の無駄動作（多くは完全サイクルの６５〜８０％に達する）に消費さ
れる時間が相対的に延長される原因となっている。更に、これらのサブシステム
の各々は多チャンバ機械に設置されることが多く、１００％の冗長度を提供して
おり、設備コスト及び設置スペースを大いに消費するものである。Nakaneの米国
特許4,483,651(2:10-13)。
【０００７】 c. 半導体設備のコスト ここで、半導体ウエーハ処理設備のコストについて検討するに、装備の全コス
トの殆どはそのごく一部のシステム要素によって占められること直ぐにがわかる
。即ち、プロセスガス質量流量コントローラ、マイクロ波などのＲＦ電力源、低
周波数ＲＦ電力供給、及び真空ポンプはなかでも最も高コストの部品であり、こ
れらに次ぐ高コストのものとしてはアクチュアルプロセスリアクタが続く。選定
したコスト高の部品の一つだけの２連のサイドバイサイドの複製を使用すること
により生産量を増大するプロセスを発展させることだけで大きなコスト削減を即
座に実現することができる。
トの殆どはそのごく一部のシステム要素によって占められること直ぐにがわかる
。即ち、プロセスガス質量流量コントローラ、マイクロ波などのＲＦ電力源、低
周波数ＲＦ電力供給、及び真空ポンプはなかでも最も高コストの部品であり、こ
れらに次ぐ高コストのものとしてはアクチュアルプロセスリアクタが続く。選定
したコスト高の部品の一つだけの２連のサイドバイサイドの複製を使用すること
により生産量を増大するプロセスを発展させることだけで大きなコスト削減を即
座に実現することができる。
【０００８】 従って、この発明の目的は、２連のサイドバイサイドのウエーハ処理チャンバ
以外の冗長要素となる複数設備を全て排除することにより、半導体処理設備、特
に、大気から負圧への設備の全体コストを大いに低減することにある。
以外の冗長要素となる複数設備を全て排除することにより、半導体処理設備、特
に、大気から負圧への設備の全体コストを大いに低減することにある。
【０００９】 d. 無駄動作時間 また、半導体ウエーハ処理設備により行なわれる代表的無駄的作業、即ち、(1
) カセットからチャンバ入口まで及びその後のカセットまでのウエーハの搬送、
(2) チャンバドアの開放及び閉鎖、(3) 処理チャンバとの及び処理チャンバから
のウエーハ交換、(4) ウエーハ取り扱い若しくは冷却準備、(5) 所望の負圧レベ
ルまでの又は或る上昇圧力までのプロセス処理リアクタの吸引又は通気を検討す
ると、統合化と分担化、即ち、無駄動作を達成する同期的多重化共通部材支持サ
ブ組立体によって大きな節約を即座に達成することができることが分かる。
) カセットからチャンバ入口まで及びその後のカセットまでのウエーハの搬送、
(2) チャンバドアの開放及び閉鎖、(3) 処理チャンバとの及び処理チャンバから
のウエーハ交換、(4) ウエーハ取り扱い若しくは冷却準備、(5) 所望の負圧レベ
ルまでの又は或る上昇圧力までのプロセス処理リアクタの吸引又は通気を検討す
ると、統合化と分担化、即ち、無駄動作を達成する同期的多重化共通部材支持サ
ブ組立体によって大きな節約を即座に達成することができることが分かる。
【００１０】 フォトレジストの灰化(ashing)装置などのタイプの半導体処理機械の相対速度
の例として、最近入手可能な最速型フォトレジスト帯片２連チャンバモジュール
ユニットは多くは時間当たり１１０〜１３０ウエーハで作動することができる。
の例として、最近入手可能な最速型フォトレジスト帯片２連チャンバモジュール
ユニットは多くは時間当たり１１０〜１３０ウエーハで作動することができる。
【００１１】 従って、この発明の目的は単一処理機械の重要な１段階に冗長性は加わり幾分
のコスト増は伴うが、処理システムの残余の要素は同期的に多重化することによ
り、ウエーハ化学的処理開始の環境準備に広く関連するウエーハ交換の無駄動作
、排気／通気無駄動作及びウエーハ温度調整無駄動作を排除若しくは消去するこ
とにある。
のコスト増は伴うが、処理システムの残余の要素は同期的に多重化することによ
り、ウエーハ化学的処理開始の環境準備に広く関連するウエーハ交換の無駄動作
、排気／通気無駄動作及びウエーハ温度調整無駄動作を排除若しくは消去するこ
とにある。
【００１２】 e. 現行の大気から真空への連続的同期式多重ウエーハ搬送システム (1) 初期に試行された単一ウエーハ 高額費用で無駄動作が多いウエーハ処理の問題を解決するための初期の試みと
してUeharaの米国特許第4,149,923 号に開示されたものでは単一のウエーハの各
自が別個に排気される単一処理チャンバはマルチチャンバに交換され、単一ウエ
ーハはその全てが一つの共通なバキュームにて順次処理されるようにされ、また
、上述のNamaneの’651 特許のシステムではコンピュータ制御の共通メインウエ
ーハ搬送機構が並列動作されると共に、複数のプラズマリアクタはその各々が固
有の分岐往復型ウエーハ搬送機構により供給され、かつプラズマリアクタはその
各々が固有の真空ポンプを持つようにされる。UeharaもNakaneもそのシステム全
体における冗長性はまだ相当残ったままである。
してUeharaの米国特許第4,149,923 号に開示されたものでは単一のウエーハの各
自が別個に排気される単一処理チャンバはマルチチャンバに交換され、単一ウエ
ーハはその全てが一つの共通なバキュームにて順次処理されるようにされ、また
、上述のNamaneの’651 特許のシステムではコンピュータ制御の共通メインウエ
ーハ搬送機構が並列動作されると共に、複数のプラズマリアクタはその各々が固
有の分岐往復型ウエーハ搬送機構により供給され、かつプラズマリアクタはその
各々が固有の真空ポンプを持つようにされる。UeharaもNakaneもそのシステム全
体における冗長性はまだ相当残ったままである。
【００１３】 （2) グループバッチ処理 よく使用されるもう一つの方法は、排気及び通気の無駄動作を減少するため、
一斉的な負荷ロック下において、２５若しくはそれ以上のウエーハのカセットな
ど、全グループのウエーハを吸引及び通気することである。Blake の米国特許第
5,019,233 号による初期に出現したシステムにおいては、複数の個別的に吸引さ
れる単一プロセスチャンバは中心の内部基板取扱ロボットにより賄われるように
されており、このロボットは２５ピースの基板バッチで交互に装填される２連負
荷ロックチャンバを賄うようになっていた。一バッチが熱脱着を提供する負荷ロ
ック吸引を受けている間に、それに先行して吸引を受けた他方のバッチは選定さ
れたプロセスチャンバに中心内部ロボットにより一斉に移送される。従って、負
荷ロック下での休止時間は有効処理（コーティング）時間と均衡され、負荷ロッ
ク下の休止時間が延長されても、バッチロック休止時間が個々のカセットの全バ
ッチの一連処理時間に必要な時間を超えるに至るまでは、装置の生産性を損なう
ことがない。
一斉的な負荷ロック下において、２５若しくはそれ以上のウエーハのカセットな
ど、全グループのウエーハを吸引及び通気することである。Blake の米国特許第
5,019,233 号による初期に出現したシステムにおいては、複数の個別的に吸引さ
れる単一プロセスチャンバは中心の内部基板取扱ロボットにより賄われるように
されており、このロボットは２５ピースの基板バッチで交互に装填される２連負
荷ロックチャンバを賄うようになっていた。一バッチが熱脱着を提供する負荷ロ
ック吸引を受けている間に、それに先行して吸引を受けた他方のバッチは選定さ
れたプロセスチャンバに中心内部ロボットにより一斉に移送される。従って、負
荷ロック下での休止時間は有効処理（コーティング）時間と均衡され、負荷ロッ
ク下の休止時間が延長されても、バッチロック休止時間が個々のカセットの全バ
ッチの一連処理時間に必要な時間を超えるに至るまでは、装置の生産性を損なう
ことがない。
【００１４】 空気への露出がプロセスに影響しうる毒性ガス規制逐次プロセスや湿気が表面
を凍結させうる冷間プロセスのための湿気制御を含む真空環境においてウエーハ
の搬送を行うのには妥当な理由がある。真空平衡環境内でのウエーハ搬送時間が
早いといっても、生産的ウエーハ処理の全時間に対する相当の割合の割合となっ
ている。
を凍結させうる冷間プロセスのための湿気制御を含む真空環境においてウエーハ
の搬送を行うのには妥当な理由がある。真空平衡環境内でのウエーハ搬送時間が
早いといっても、生産的ウエーハ処理の全時間に対する相当の割合の割合となっ
ている。
【００１５】 従って、Blake のシステムは全体に渡ってのシステム生産量を増大させうるが
、最適とは言いがたいものである。その理由は、カセットの真空式装填ロック機
構のコストは高価な真空式ウエーハ搬送ロボットと組み合わせたときは特に高価
となると共に、複数のプロセスチャンバを通しての基板スタックの逐次処理にお
いて無駄動作が本来的に必要であることから本当の意味で零無駄動作を提供しえ
ないからである。
、最適とは言いがたいものである。その理由は、カセットの真空式装填ロック機
構のコストは高価な真空式ウエーハ搬送ロボットと組み合わせたときは特に高価
となると共に、複数のプロセスチャンバを通しての基板スタックの逐次処理にお
いて無駄動作が本来的に必要であることから本当の意味で零無駄動作を提供しえ
ないからである。
【００１６】 より最近のBegin 氏の米国特許第5,310,410 号による試みにおいては、その各
々が逐次的処理プロセスにおける内部中心ロボットによって賄われる、異なった
複数の個別的に吸引される処理チャンバはその間に大気レベルでの処理チャンバ
を設けている。このシステムにより額面通りの柔軟性が得られうることに疑念は
ないが、設備費用及び無駄動作においては相当の増大がある。
々が逐次的処理プロセスにおける内部中心ロボットによって賄われる、異なった
複数の個別的に吸引される処理チャンバはその間に大気レベルでの処理チャンバ
を設けている。このシステムにより額面通りの柔軟性が得られうることに疑念は
ないが、設備費用及び無駄動作においては相当の増大がある。
【００１７】 最後に、Higashi の米国特許第5,611,861 号によるより最近の例においてさえ
も、所期の単独ウエーハ処理システムが十分な効率を達成するたことができなか
ったことを記述した後に、所期のマルチチャンバウエーハ処理装置が処理チャン
バでの処理時間を超過する搬送の無駄時間及び完成ウエーハの搬送のための待機
が原因で収量増大が失敗に終わったことを記述した後、そのため、マルチチャン
バ処理システムにおける更なる収量増大の工夫として、Higashi は複数の処理チ
ャンバを円形コンベヤ上に配置し、円形コンベヤは円形コンベヤに隣接した二つ
の固定の離間搬送ステーションによって支持させ、一つのステーションは未処理
のウエーハを密封シール状態の処理チャンバに移送するためのものであり、もう
一つのステーションは処理されたウエーハを外部に移送するためのものであり、
そして、その際に円形コンベヤは処理チャンバをして一方又は他方の移送ステー
ションに逐次的に整列せしめ、他方ウエーハ処理がその間で実行されるようにす
ることを提案している。Higashi の処理チャンバの各々はそのプラズマリアクタ
のための自前の高周波の電力源を有している。従って、この従来技術においても
収量増大は設備コストの大幅増大により達成されたものであり、各処理チャンバ
における決定的に高コスト要素の正しく１００％の重複を伴うものであり、機械
設備の効率もしくは利用の有意な改善ではなかったのである。
も、所期の単独ウエーハ処理システムが十分な効率を達成するたことができなか
ったことを記述した後に、所期のマルチチャンバウエーハ処理装置が処理チャン
バでの処理時間を超過する搬送の無駄時間及び完成ウエーハの搬送のための待機
が原因で収量増大が失敗に終わったことを記述した後、そのため、マルチチャン
バ処理システムにおける更なる収量増大の工夫として、Higashi は複数の処理チ
ャンバを円形コンベヤ上に配置し、円形コンベヤは円形コンベヤに隣接した二つ
の固定の離間搬送ステーションによって支持させ、一つのステーションは未処理
のウエーハを密封シール状態の処理チャンバに移送するためのものであり、もう
一つのステーションは処理されたウエーハを外部に移送するためのものであり、
そして、その際に円形コンベヤは処理チャンバをして一方又は他方の移送ステー
ションに逐次的に整列せしめ、他方ウエーハ処理がその間で実行されるようにす
ることを提案している。Higashi の処理チャンバの各々はそのプラズマリアクタ
のための自前の高周波の電力源を有している。従って、この従来技術においても
収量増大は設備コストの大幅増大により達成されたものであり、各処理チャンバ
における決定的に高コスト要素の正しく１００％の重複を伴うものであり、機械
設備の効率もしくは利用の有意な改善ではなかったのである。
【００１８】 f. 最新の半導体２連チャンバ 交互的電力供給システム イスラエルにあるOramirによる半導体交互的２連処理チャンバにおいては大気
圧下でオゾン雰囲気において半導体ウエーハ上にフォトレジストを剥離するため
ラスタ操作レーザを使用する応用において２連チャンバ間において電力源を切り
替えることが公知である。しかしながら、この離れ業というべきものはレーザビ
ームを鏡により一方のプロセスチャンバからもう一つのプロセスチャンバに交互
に偏倚させることによってのみ達成されうる。明白なことであるが、Oramirのシ
ステムは極度に高価であり、遅い上市販の通常型の設備に対して価格及び生産性
において競争力を持たないものである。更に、全システムは大気圧若しくは近大
気圧条件にて実施されるものであり、標準的な低圧真空レベル下のものではない
。更に、深い真空処理及びＲＦ電力切替に関連する特別な複雑性に起因して、Or
amirには、この発明の目的である、大気圧から真空に至る２連処理チャンバと交
互かつ同期的に多重切替可能高周波電力供給については暗示はない。
圧下でオゾン雰囲気において半導体ウエーハ上にフォトレジストを剥離するため
ラスタ操作レーザを使用する応用において２連チャンバ間において電力源を切り
替えることが公知である。しかしながら、この離れ業というべきものはレーザビ
ームを鏡により一方のプロセスチャンバからもう一つのプロセスチャンバに交互
に偏倚させることによってのみ達成されうる。明白なことであるが、Oramirのシ
ステムは極度に高価であり、遅い上市販の通常型の設備に対して価格及び生産性
において競争力を持たないものである。更に、全システムは大気圧若しくは近大
気圧条件にて実施されるものであり、標準的な低圧真空レベル下のものではない
。更に、深い真空処理及びＲＦ電力切替に関連する特別な複雑性に起因して、Or
amirには、この発明の目的である、大気圧から真空に至る２連処理チャンバと交
互かつ同期的に多重切替可能高周波電力供給については暗示はない。
【００１９】 以上において十分に説明したように２連の近接した若しくは内部チャンバプラ
ズマリアクタ間での交互の高周波電力を提供し、一方のチャンバでの処理を他方
のチャンバでの重複なしに他方のチャンバでの上述の無駄仕事を行わせることに
より全設備費用の実質的減少下で全設備的な生産量を有意に増加させる方法の必
要性については長期にわたっての要望があったものであり、かかる方法を提供す
ることにこの発明の目的はある。
ズマリアクタ間での交互の高周波電力を提供し、一方のチャンバでの処理を他方
のチャンバでの重複なしに他方のチャンバでの上述の無駄仕事を行わせることに
より全設備費用の実質的減少下で全設備的な生産量を有意に増加させる方法の必
要性については長期にわたっての要望があったものであり、かかる方法を提供す
ることにこの発明の目的はある。
【００２０】
発明の概要 以下はこの発明の概要であり、以下実施されかつ包括的に記載されるこの発明
の構成、作用及び結果に応じて前述及びそれ以外の目的を達成しかつ前述の及び
以下説明の利点及び効果を奏するものである。この出願人の発明には、この発明
の目的及び利点を達成する以下説明の装置及び方法の双方が独立に含まれる。こ
の発明の双方の形態は以下に記述されており、この出願人の意図は双方の形態を
権利請求するものであるが、以下では状況に応じて説明の明瞭及び簡明のため、
この発明の各種の観点及び特徴を記述するため装置若しくは方法又は装置又はそ
れとは異なった実現形態を使用することになろう。
の構成、作用及び結果に応じて前述及びそれ以外の目的を達成しかつ前述の及び
以下説明の利点及び効果を奏するものである。この出願人の発明には、この発明
の目的及び利点を達成する以下説明の装置及び方法の双方が独立に含まれる。こ
の発明の双方の形態は以下に記述されており、この出願人の意図は双方の形態を
権利請求するものであるが、以下では状況に応じて説明の明瞭及び簡明のため、
この発明の各種の観点及び特徴を記述するため装置若しくは方法又は装置又はそ
れとは異なった実現形態を使用することになろう。
【００２１】 この発明の第１の観点においては、複数のワークピースの連続処理方法は、高
周波電力を一対の処理チャンバの一方に供給する工程と、一方の処理チャンバ単
独において強真空下においてワークピースの有効処理を行いつつ実質的に大気圧
下で他方の処理チャンバにおける他のワークピースの処理に関する実質的に全て
の後処理的および前処理的無駄作業を同時に実行する段階と、その後に前記他方
の処理チャンバへの電力供給によって前記工程を逆転させ、他方の処理チャンバ
単独において強真空下において他方のワークピースの有効処理を行いつつ実質的
に大気圧下で一方の処理チャンバにおける第３のワークピースの処理に関する実
質的に全ての無駄作業を同時に実行する段階と、前記の段階の全てを連続的に繰
返す段階とからなる。
周波電力を一対の処理チャンバの一方に供給する工程と、一方の処理チャンバ単
独において強真空下においてワークピースの有効処理を行いつつ実質的に大気圧
下で他方の処理チャンバにおける他のワークピースの処理に関する実質的に全て
の後処理的および前処理的無駄作業を同時に実行する段階と、その後に前記他方
の処理チャンバへの電力供給によって前記工程を逆転させ、他方の処理チャンバ
単独において強真空下において他方のワークピースの有効処理を行いつつ実質的
に大気圧下で一方の処理チャンバにおける第３のワークピースの処理に関する実
質的に全ての無駄作業を同時に実行する段階と、前記の段階の全てを連続的に繰
返す段階とからなる。
【００２２】 この発明のこの観点における他の特徴は複数チャンバを近接して設置し、マイ
クロ波電力を供給し、一対の処理チャンバ間で共通の高周波源を同期的に多重化
(multiplexing)し、下流若しくはチャンバ内プラズマリアクタにおいてワークピ
ース（複数）を有効に処理し、一つの処理チャンバにおける一つのワークピース
の有効処理は他のチャンバでの他のワークピースの重複した処理なしに行い、有
効処理段階はチャンバのドアを閉鎖して行い、この際、次ぎに処理すべきワーク
ピースは内側とし、ワークピースの処理の完了においてそのチャンバのドアの開
放で前記段階を終わらせ、更に、ロボットは有効処理段階の開始と終わりの間で
無駄作業の全てを開始しかつ完了する。
クロ波電力を供給し、一対の処理チャンバ間で共通の高周波源を同期的に多重化
(multiplexing)し、下流若しくはチャンバ内プラズマリアクタにおいてワークピ
ース（複数）を有効に処理し、一つの処理チャンバにおける一つのワークピース
の有効処理は他のチャンバでの他のワークピースの重複した処理なしに行い、有
効処理段階はチャンバのドアを閉鎖して行い、この際、次ぎに処理すべきワーク
ピースは内側とし、ワークピースの処理の完了においてそのチャンバのドアの開
放で前記段階を終わらせ、更に、ロボットは有効処理段階の開始と終わりの間で
無駄作業の全てを開始しかつ完了する。
【００２３】 この発明の第２の観点によれば、複数のワークピースの連続製造方法は共通の
高周波数電力源を複数の処理チャンバ間で交互に切り替える段階と、ワークピー
スの処理を強真空の処理チャンバで行いつつ他の一つの処理チャンバの非作動下
において次ぎに処理する他のワークピースに対する後処理及び前処理的無駄作業
を実質的な大気圧下で同時に実施する段階と、前記段階の全てを連続的に繰返す
段階とを具備する。
高周波数電力源を複数の処理チャンバ間で交互に切り替える段階と、ワークピー
スの処理を強真空の処理チャンバで行いつつ他の一つの処理チャンバの非作動下
において次ぎに処理する他のワークピースに対する後処理及び前処理的無駄作業
を実質的な大気圧下で同時に実施する段階と、前記段階の全てを連続的に繰返す
段階とを具備する。
【００２４】 この発明のこの観点の別の特徴においては２連チャンバにおける次ぎのような
工程を具備するもので、処理チャンバを近接して設置し、一対の処理チャンバ間
でマイクロ波電力源を同期的にマルチプレックスし、下流若しくはチャンバ内プ
ラズマリアクタにおいてワークピースを有効処理し、一つの処理チャンバにおけ
る一つのワークピースの有効処理を他の処理チャンバにおける他のワークピース
の処理を重複させることなく行い、チャンバのドアを閉鎖しつつ前記有効処理段
階を開始し、この際、次ぎに処理すべきワークピースは内側にし、ワークピース
の処理の完了でチャンバのドアの閉鎖でその段階を終了し、かつロボットは有効
処理工程の開始と終了との間で前記作業の全てを開始しかつ終了する。
工程を具備するもので、処理チャンバを近接して設置し、一対の処理チャンバ間
でマイクロ波電力源を同期的にマルチプレックスし、下流若しくはチャンバ内プ
ラズマリアクタにおいてワークピースを有効処理し、一つの処理チャンバにおけ
る一つのワークピースの有効処理を他の処理チャンバにおける他のワークピース
の処理を重複させることなく行い、チャンバのドアを閉鎖しつつ前記有効処理段
階を開始し、この際、次ぎに処理すべきワークピースは内側にし、ワークピース
の処理の完了でチャンバのドアの閉鎖でその段階を終了し、かつロボットは有効
処理工程の開始と終了との間で前記作業の全てを開始しかつ終了する。
【００２５】 この発明の第３の観点によれば、２連処理チャンバを通してのワークピースの
連続処理方法は以下の諸段階を有するものであり、(a) 共通の電力源を第１チャ
ンバＯＮ及び第２チャンバＯＦＦで切り替え、(b) 第１のチャンバにおけるワー
クピースを完了まで処理しつつ、同時に、処理されたワークピースを第２のチャ
ンバから取出しかつ第２のチャンバに処理すべき他のワークピースを装填し、(c
) 共通の電力源を第１のチャンバOFF に第２のチャンバONに切り替え、(d) ワー
クピースを第２のチャンバで完了まで処理すると共に、同時に、処理されたワー
クピースを第１のチャンバから排出しかつ処理すべき更に別のワークピースで第
１のチャンバを再装填し、そして、(e) 工程(a) −(d) を連続的に繰返している
。
連続処理方法は以下の諸段階を有するものであり、(a) 共通の電力源を第１チャ
ンバＯＮ及び第２チャンバＯＦＦで切り替え、(b) 第１のチャンバにおけるワー
クピースを完了まで処理しつつ、同時に、処理されたワークピースを第２のチャ
ンバから取出しかつ第２のチャンバに処理すべき他のワークピースを装填し、(c
) 共通の電力源を第１のチャンバOFF に第２のチャンバONに切り替え、(d) ワー
クピースを第２のチャンバで完了まで処理すると共に、同時に、処理されたワー
クピースを第１のチャンバから排出しかつ処理すべき更に別のワークピースで第
１のチャンバを再装填し、そして、(e) 工程(a) −(d) を連続的に繰返している
。
【００２６】 この発明の第４の観点によれば、単一の第１段階プロセッサ及び２連の第２段
階プロセッサを通してワークピースの連続処理方法は次の諸段階からなるもので
、(a) 第１段階プロセッサを第１のパスに切替しつつ第１段階プロセッサの第２
パスに対する出力を阻止すると共に第２のパスを閉鎖し、(b) ワークピースを第
２段階の第１チャンバで完成に至るまで処理すると共に、同時に、処理を受けた
ワークピースを第２段階の第２チャンバから取出しかつ第２段階の第２チャンバ
を処理すべき他のワークピースで再装填し、(c) 第１段階のプロセッサの出力を
第２パスに切替つつ、第１パスに対する第１段階プロセッサの出力を切替かつ第
２パスを閉鎖し、(d) 第１段階の出力を使用して第２段階の第２チャンバにおけ
るワークピースの処理を完成に至るまで行いつつ、第２段階の第１チャンバから
処理されたワークピースを取出すと共に第２段階の第１チャンバを処理すべき他
のワークピースで再装填し、(e) 前記段階(a) −(d) を連続的に繰返す。
階プロセッサを通してワークピースの連続処理方法は次の諸段階からなるもので
、(a) 第１段階プロセッサを第１のパスに切替しつつ第１段階プロセッサの第２
パスに対する出力を阻止すると共に第２のパスを閉鎖し、(b) ワークピースを第
２段階の第１チャンバで完成に至るまで処理すると共に、同時に、処理を受けた
ワークピースを第２段階の第２チャンバから取出しかつ第２段階の第２チャンバ
を処理すべき他のワークピースで再装填し、(c) 第１段階のプロセッサの出力を
第２パスに切替つつ、第１パスに対する第１段階プロセッサの出力を切替かつ第
２パスを閉鎖し、(d) 第１段階の出力を使用して第２段階の第２チャンバにおけ
るワークピースの処理を完成に至るまで行いつつ、第２段階の第１チャンバから
処理されたワークピースを取出すと共に第２段階の第１チャンバを処理すべき他
のワークピースで再装填し、(e) 前記段階(a) −(d) を連続的に繰返す。
【００２７】 この発明の数多くある効果からいくかつのものを列挙すると： 1. システム全体の構成よりして重複パーツが排除され、かつ部品の共用によ
って、共通切替可能ＲF 電力源、スロットルバルブ、ガスボックス、圧力変換器
、真空ポンプなどの、高コストのサブシステムの大多数が二つのプロセスチャン
バ間で償却することができる。
って、共通切替可能ＲF 電力源、スロットルバルブ、ガスボックス、圧力変換器
、真空ポンプなどの、高コストのサブシステムの大多数が二つのプロセスチャン
バ間で償却することができる。
【００２８】 2. この発明はデポジション及びエッチによる半導体処理並びにフォトレジス
ト除去、ウエーハクリーニングなどのバリエーションに応用可能である。
ト除去、ウエーハクリーニングなどのバリエーションに応用可能である。
【００２９】 3. このシステム構成は電力供給切替と交互的同期多重処理を利用しており、
これは新規である。
これは新規である。
【００３０】 4. 少なくとも、真空内での逐次的ウエーハ移送を要求されないようなウエー
ハ処理については、このシステムの結果はバキュームロード−ロックシステムの
それを凌駕しており、しかもロード−ロック及びバキュームロボットに対しコス
ト増とならない。
ハ処理については、このシステムの結果はバキュームロード−ロックシステムの
それを凌駕しており、しかもロード−ロック及びバキュームロボットに対しコス
ト増とならない。
【００３１】 5. このシステムは、大気圧と負圧条件間におけるウエーハ移送と関連する全
ての通常な無駄動作を本質的に排除しうる仮想的な連続的非停止ウエーハ処理を
達成する。
ての通常な無駄動作を本質的に排除しうる仮想的な連続的非停止ウエーハ処理を
達成する。
【００３２】 6.このシステムは大気圧から負圧工程のためのシステムコストを実体的に増大
することなく全体の機械的生産量及び利用を改善する。
することなく全体の機械的生産量及び利用を改善する。
【００３３】 7. 二つのプロセスリアクタの交互的使用は実務では単一のプロセスモジュー
ルであるということを容認すると、この発明のシステムの生産性は時間あたり２
００ウエーハにまでと倍以上になり、システムのコストについては一般的にはた
った１０〜２０％の増加に抑えうる。
ルであるということを容認すると、この発明のシステムの生産性は時間あたり２
００ウエーハにまでと倍以上になり、システムのコストについては一般的にはた
った１０〜２０％の増加に抑えうる。
【００３４】
好ましい実施例の詳細な説明 1. 全体像 図15, 17及び１８に最もよく示すように、この発明の同期型多重略ゼロ無駄時
間システムアーキテクチャ１０はプロセスガスを制御する一群の質量流量コント
ローラ装置２０、マイクロ波およびＲＦ電力源２２、及び任意要素としての単一
バキューム源３４を具備している。重要な相違点は二つのプロセスリアクタチャ
ンバ30, 32を追加した点である。ウエーハ処理は二つの処理チャンバ30, 32で交
互に行われる。一方のリアクタチャンバ３０が一つのウエーハの処理を行い、他
方のチャンバ３２はベント４３（図１５）に通気され、完成したウエーハは新規
な未処理のウエーハに交換され、他のチャンバ３２は所期の負圧レベルまで吸引
が行われる。任意的構成要素であるウエーハ温度制御31, 33は吸引直前に又は吸
引中に実施される。プロセスガス及び真空源２０は適当な処理チャンバ30, 32に
リレー及び／若しくはマイクロ波スイッチ２４を介し関連するマイクロ波若しく
は高周波電力源２２と共に交互切り替えされる。
間システムアーキテクチャ１０はプロセスガスを制御する一群の質量流量コント
ローラ装置２０、マイクロ波およびＲＦ電力源２２、及び任意要素としての単一
バキューム源３４を具備している。重要な相違点は二つのプロセスリアクタチャ
ンバ30, 32を追加した点である。ウエーハ処理は二つの処理チャンバ30, 32で交
互に行われる。一方のリアクタチャンバ３０が一つのウエーハの処理を行い、他
方のチャンバ３２はベント４３（図１５）に通気され、完成したウエーハは新規
な未処理のウエーハに交換され、他のチャンバ３２は所期の負圧レベルまで吸引
が行われる。任意的構成要素であるウエーハ温度制御31, 33は吸引直前に又は吸
引中に実施される。プロセスガス及び真空源２０は適当な処理チャンバ30, 32に
リレー及び／若しくはマイクロ波スイッチ２４を介し関連するマイクロ波若しく
は高周波電力源２２と共に交互切り替えされる。
【００３５】 最善の最適化のため、ロボットによる移送無駄時間に加えた吸引及び通気のた
めの無駄時間はトータルの有効ウエーハ処理時間（図１７）より短くなければな
らない。このモードにおいて、殆ど１００％に近い有効処理のための設備利用条
件が達成され、これに比べて代表的な状況では利用効率は３０％若しくはそれよ
り短いことさえあり、短い処理時間となっていた。付加的なプロセスチャンバ30
, 32はシステムのコストを嵩ませるとしても、追加費用の額は全システムのコス
トの１０から２０％に過ぎない。現在の市場におけるより進歩したシステムのた
めには、この発明は従来技術における通常の生産量の、大まかにいって実質的に
２倍の全生産量の増加となる。
めの無駄時間はトータルの有効ウエーハ処理時間（図１７）より短くなければな
らない。このモードにおいて、殆ど１００％に近い有効処理のための設備利用条
件が達成され、これに比べて代表的な状況では利用効率は３０％若しくはそれよ
り短いことさえあり、短い処理時間となっていた。付加的なプロセスチャンバ30
, 32はシステムのコストを嵩ませるとしても、追加費用の額は全システムのコス
トの１０から２０％に過ぎない。現在の市場におけるより進歩したシステムのた
めには、この発明は従来技術における通常の生産量の、大まかにいって実質的に
２倍の全生産量の増加となる。
【００３６】 より特定すると、図１から図１３に示すように、この発明の好適実施形態にお
ける真空プロセスのためのコンピュータ制御同期的多重の無駄動作が殆どゼロ構
造の組立体がその全体を１０にて表され、この好適実施形態においては、最も一
般的な形態での図７に示すコンピュータ、前面パネル１２（図１，３）、少なく
とも１つのカセット14, 16（図１，３，６）、ロボット１５（図４，６）、背面
パネル１８（図２，７）、プロセスガス分配ボックス２０（図２，７，８）、マ
イクロ波発生器２２（図１，２，７，９）、マイクロ波スイッチ２４（図２，５
，７，１０）、少なくとも一つのプラズマ源26, 28（図2, 5, 7. 11 ）及び二つ
の処理チャンバ30, 32（図1, 7, 12）及び少なくとも一つのバキュームポンプ３
４（図7, 13 ）が具備される。
ける真空プロセスのためのコンピュータ制御同期的多重の無駄動作が殆どゼロ構
造の組立体がその全体を１０にて表され、この好適実施形態においては、最も一
般的な形態での図７に示すコンピュータ、前面パネル１２（図１，３）、少なく
とも１つのカセット14, 16（図１，３，６）、ロボット１５（図４，６）、背面
パネル１８（図２，７）、プロセスガス分配ボックス２０（図２，７，８）、マ
イクロ波発生器２２（図１，２，７，９）、マイクロ波スイッチ２４（図２，５
，７，１０）、少なくとも一つのプラズマ源26, 28（図2, 5, 7. 11 ）及び二つ
の処理チャンバ30, 32（図1, 7, 12）及び少なくとも一つのバキュームポンプ３
４（図7, 13 ）が具備される。
【００３７】 図14, 17及び１８で概略形態にて示すようにこの発明の典型的な一般的なプロ
セスにおいては、プロセスチャンバ30, 32は真空下において同一若しくは類似の
プロセスを実行するように設定された同一の単一のプロセスチャンバである。プ
ロセスサイクルはロボット１５の運動を検討することによって最もよくわかる。
ロボット１５の中間サイクルの説明から開始すると、この中間サイクルではロボ
ットは予め通気２０を行ったチャンバ３０から以前に処理されたウエーハを一つ
のグリッパによって取り出し、これを他のグリッパにて前もってカセット14, 16
（１つ若しくはそれ以上のカセットを使用しうる）から取り出した未処理のウエ
ーハと交換する。バキューム３４がそのチャンバ３０に通され有効ウエーハ処理
がそのチャンバでプラズマ２６の点火により開始され、そのために、プラズマ２
６に共通のマイクロ波エネルギ発生源２２はスイッチ２４される。第１のウエー
ハを一つのチャンバ３０にて処理する間において、ロボット１５はカセット14,
16に移動し、それが担持する依然として熱い処理されたウエーハ（フォトレジス
ト灰化の場合）は冷却を受け、ロボットはそのウエーハをカセット14, 16に装填
すると共に、第２の未処理ウエーハを取り出し、以前その上に置かれたウエーハ
の処理を終えたばかりの今や通気２０を受けた他のチャンバ３２に転ずる。ロボ
ット１５は処理されたウエーハを他のチャンバ３２から取り出し、それを他のグ
リッパにおける第２の未処理のウエーハと交換する。第２のウエーハが他のチャ
ンバ３２において処理を受けている間、ロボットは再びカセット14, 16に移動し
、他方、それが担持する依然として熱い処理済みのウエーハは冷却を受け、その
ウエーハをカセット14, 16に装填し、他方第３の未処理ウエーハを取り出し、再
び今や通気２０された、最初のウエーハの処理を丁度完了したばかりの一方のチ
ャンバ３０に戻り、このサイクルは繰返される。
セスにおいては、プロセスチャンバ30, 32は真空下において同一若しくは類似の
プロセスを実行するように設定された同一の単一のプロセスチャンバである。プ
ロセスサイクルはロボット１５の運動を検討することによって最もよくわかる。
ロボット１５の中間サイクルの説明から開始すると、この中間サイクルではロボ
ットは予め通気２０を行ったチャンバ３０から以前に処理されたウエーハを一つ
のグリッパによって取り出し、これを他のグリッパにて前もってカセット14, 16
（１つ若しくはそれ以上のカセットを使用しうる）から取り出した未処理のウエ
ーハと交換する。バキューム３４がそのチャンバ３０に通され有効ウエーハ処理
がそのチャンバでプラズマ２６の点火により開始され、そのために、プラズマ２
６に共通のマイクロ波エネルギ発生源２２はスイッチ２４される。第１のウエー
ハを一つのチャンバ３０にて処理する間において、ロボット１５はカセット14,
16に移動し、それが担持する依然として熱い処理されたウエーハ（フォトレジス
ト灰化の場合）は冷却を受け、ロボットはそのウエーハをカセット14, 16に装填
すると共に、第２の未処理ウエーハを取り出し、以前その上に置かれたウエーハ
の処理を終えたばかりの今や通気２０を受けた他のチャンバ３２に転ずる。ロボ
ット１５は処理されたウエーハを他のチャンバ３２から取り出し、それを他のグ
リッパにおける第２の未処理のウエーハと交換する。第２のウエーハが他のチャ
ンバ３２において処理を受けている間、ロボットは再びカセット14, 16に移動し
、他方、それが担持する依然として熱い処理済みのウエーハは冷却を受け、その
ウエーハをカセット14, 16に装填し、他方第３の未処理ウエーハを取り出し、再
び今や通気２０された、最初のウエーハの処理を丁度完了したばかりの一方のチ
ャンバ３０に戻り、このサイクルは繰返される。
【００３８】 殆どゼロの無駄時間が得られるのは、全チャンバ30, 32の無駄処理及びロボッ
ト１５の無駄処理（全ての準備的及び事後的ステップ）が、各チャンバ30, 32が
そのウエーハの有効処理を交互にかつ同期的に開始し完了する時間（動力源がス
イッチオンされる時間と動力源がスイッチオフされる時間までの間）内に開始し
かつ終了するときである。
ト１５の無駄処理（全ての準備的及び事後的ステップ）が、各チャンバ30, 32が
そのウエーハの有効処理を交互にかつ同期的に開始し完了する時間（動力源がス
イッチオンされる時間と動力源がスイッチオフされる時間までの間）内に開始し
かつ終了するときである。
【００３９】 以下においてより詳細に説明する通り、電力供給、真空ポンプ及びスロットル
弁は２連チャンバ間で共有することができ、チャンバ30, 32の動作と交互的かつ
同期的に使用される。加えて、上記の部品が共有できることに加え、他の部品の
共有も可能である。共有可能な部品としては、限定的ではないが、終点検出器、
圧力変換器（チャンバにおける圧力計測用マノメータ）、ガスボックス、充填圧
力タンク及び配管、リザーバ及び圧力装置及び配管などである。加えて、図示以
外の他の形態及び共有方式が可能である。
弁は２連チャンバ間で共有することができ、チャンバ30, 32の動作と交互的かつ
同期的に使用される。加えて、上記の部品が共有できることに加え、他の部品の
共有も可能である。共有可能な部品としては、限定的ではないが、終点検出器、
圧力変換器（チャンバにおける圧力計測用マノメータ）、ガスボックス、充填圧
力タンク及び配管、リザーバ及び圧力装置及び配管などである。加えて、図示以
外の他の形態及び共有方式が可能である。
【００４０】 2. 電力供給源 プラズマ電力源は幾多の形態にて入手しうる。この発明の好ましい実施形態で
はマイクロ波エネルギがプロセスガスを希薄圧力下で励起するため使用される。
しかしながら、付加的な電力源をこの発明においてプラズマ条件を生成するため
使用しうる。実際問題として、ＦＣＣは或る周波数のみを高電力非通信商業用の
ために使用することを許容しており、高周波帯の殆どは通信用に確保されている
。通例は商用の半導体応用に使用されるＲＦ周波数周数は100 KHz, 400 KHz, 13
.56 MHz, 915 MHz及び2.45GHz である。900 Mhz を超過する周波数帯は波長が極
端に短いことから一般的にはマイクロ波周波数と称される。しかしながら、この
ようなマイクロ波も高周波であり、適用しうる全ての高周波を包含するのがこの
発明の意図である。
はマイクロ波エネルギがプロセスガスを希薄圧力下で励起するため使用される。
しかしながら、付加的な電力源をこの発明においてプラズマ条件を生成するため
使用しうる。実際問題として、ＦＣＣは或る周波数のみを高電力非通信商業用の
ために使用することを許容しており、高周波帯の殆どは通信用に確保されている
。通例は商用の半導体応用に使用されるＲＦ周波数周数は100 KHz, 400 KHz, 13
.56 MHz, 915 MHz及び2.45GHz である。900 Mhz を超過する周波数帯は波長が極
端に短いことから一般的にはマイクロ波周波数と称される。しかしながら、この
ようなマイクロ波も高周波であり、適用しうる全ての高周波を包含するのがこの
発明の意図である。
【００４１】 3. ロボット用インターフェース プロセスリアクタに対するロボット用インターフェースについても各種の形態
を取りうる。図１９−２０に示される出願の実施例２においては、単一アーム（
一つのアームリンクであるが、同時に２枚のウエーハを保持することができる）
の２連グリッパが使用される。好ましいロボットの形態は実施例３（図２１−２
３）における以下説明の２連アームロボットであり、その各々は各アームに全体
で二つのウエーハのうちの一つのウエーハを保持する単一グリッパを備える。一
つのウエーハを保持するため一つのグリッパを備えた単一アームリンクは多くの
応用においては遅すぎるというのが通常であるが、長いプロセス用には許容可能
である。
を取りうる。図１９−２０に示される出願の実施例２においては、単一アーム（
一つのアームリンクであるが、同時に２枚のウエーハを保持することができる）
の２連グリッパが使用される。好ましいロボットの形態は実施例３（図２１−２
３）における以下説明の２連アームロボットであり、その各々は各アームに全体
で二つのウエーハのうちの一つのウエーハを保持する単一グリッパを備える。一
つのウエーハを保持するため一つのグリッパを備えた単一アームリンクは多くの
応用においては遅すぎるというのが通常であるが、長いプロセス用には許容可能
である。
【００４２】 この出願において使用される特定構成は９０度のＸ−Ｙ座標上にカセット及び
チャンバを有しており、これはロボットの移動は、片側においてカセットに反対
側において処理チャンバに接合するラインに直交する直線路、換言すれば、一方
のグリッパ上の二つのカセットと他方のグリッパ上の二つのチャンバとの間の通
路において行なわれることを意味する。
チャンバを有しており、これはロボットの移動は、片側においてカセットに反対
側において処理チャンバに接合するラインに直交する直線路、換言すれば、一方
のグリッパ上の二つのカセットと他方のグリッパ上の二つのチャンバとの間の通
路において行なわれることを意味する。
【００４３】 円形配置の採用の場合は往復装置は不要である。円形配置の場合においては、
ロボットは中心にあり、かつカセット及びプロセスリアクタはその周囲の固定半
径上に位置する。新しいロボットは、９０度配置上でカセットとプロセスリアク
タと作動する付加的な運動の自由度を有する。
ロボットは中心にあり、かつカセット及びプロセスリアクタはその周囲の固定半
径上に位置する。新しいロボットは、９０度配置上でカセットとプロセスリアク
タと作動する付加的な運動の自由度を有する。
【００４４】 4. プロセスガス流 図１５の該略図から最もよく分かるように、この発明のプロセスガスは複数の
バルブの位置に応じて複数のライン１０から選択されかつ流れることができ、こ
れらのバルブはプロセスガス分配ボックス２０上に取付けられ、コンピュータプ
ログラム（図示しない）の制御下にある。この発明において使用されるガス及び
分配のためのハードウエア２０はすべて通常のものであるものの、これを通じて
のガス流を制御するシステムアーキテクチャ及びソフトウエアプロセスは発明者
の専有にかかるものである。
バルブの位置に応じて複数のライン１０から選択されかつ流れることができ、こ
れらのバルブはプロセスガス分配ボックス２０上に取付けられ、コンピュータプ
ログラム（図示しない）の制御下にある。この発明において使用されるガス及び
分配のためのハードウエア２０はすべて通常のものであるものの、これを通じて
のガス流を制御するシステムアーキテクチャ及びソフトウエアプロセスは発明者
の専有にかかるものである。
【００４５】 プロセスガスは双方の処理チャンバ30, 32について共通のソースから発する。
しかしながら、ガス流の生成は、各プラズマアプリケータ26, 28とチャンバ30,
32の組み合わせに対して別個のラインで交互に、ロボット１５による未処理ウエ
ーハの装填、チャンバ30, 32における共通ポンプ３４によるバキュームの印加、
チャック31, 33上でのウエーハの加熱、共通マイクロ波供給源２２の共通マイク
ロ波スイッチ２４による切り替え、スロットル弁36, 37によるチャンバ30, 32に
おける圧力の安定化、チャンバ30, 32の通気41, 43及びロボット１５によるチャ
ンバ30, 32からの処理済ウエーハの取り出しと同期して生ずる。業界では周知の
ように、隔離弁38, 39を閉鎖し、バイパス弁45, 47を開放し、オリフィス49, 51
を通してのチャンバ30, 32に対するバキューム３４の印加によりスロットル弁36
, 37をバイパスする簡単な低速ポンプを設置することができる。この工程は断熱
膨張速度及び必然的にチャンバ70, 72内での温度降下を減少せしめる。初期の急
速なポンプによる吸引は凝縮と粒子の生成となることから使用はされない。
しかしながら、ガス流の生成は、各プラズマアプリケータ26, 28とチャンバ30,
32の組み合わせに対して別個のラインで交互に、ロボット１５による未処理ウエ
ーハの装填、チャンバ30, 32における共通ポンプ３４によるバキュームの印加、
チャック31, 33上でのウエーハの加熱、共通マイクロ波供給源２２の共通マイク
ロ波スイッチ２４による切り替え、スロットル弁36, 37によるチャンバ30, 32に
おける圧力の安定化、チャンバ30, 32の通気41, 43及びロボット１５によるチャ
ンバ30, 32からの処理済ウエーハの取り出しと同期して生ずる。業界では周知の
ように、隔離弁38, 39を閉鎖し、バイパス弁45, 47を開放し、オリフィス49, 51
を通してのチャンバ30, 32に対するバキューム３４の印加によりスロットル弁36
, 37をバイパスする簡単な低速ポンプを設置することができる。この工程は断熱
膨張速度及び必然的にチャンバ70, 72内での温度降下を減少せしめる。初期の急
速なポンプによる吸引は凝縮と粒子の生成となることから使用はされない。
【００４６】 5. 吸引システム 図１６から最もよく分かるように、この発明の一実施形態においては、吸引／
通気用システム４０のポンピングシステムサブシステムは二つのポンプ96, 98と
二つのプロセスチャンバ70, 72のためのスロットル弁９４とを備える。このアー
キテクチャはいかなるときにおいてもポンプチャンバ70, 72のうちの一方が作動
プロセスであるという条件を基礎におくものである。チャンバ70, 72を吸引する
ため止め弁86, 92の一方のみが開放され、湿式ポンプ９８が作動される。マノメ
ータ６４は、止め弁86, 92の適当な一方を開放することにより処理中のチャンバ
70, 72内の圧力を指示する。作動チャンバ圧力を安定化するため、スロットル弁
はチャンバ圧力が過小になるとスロットル弁はその分閉鎖し、チャンバ圧力が過
大となると適当に開放する。
通気用システム４０のポンピングシステムサブシステムは二つのポンプ96, 98と
二つのプロセスチャンバ70, 72のためのスロットル弁９４とを備える。このアー
キテクチャはいかなるときにおいてもポンプチャンバ70, 72のうちの一方が作動
プロセスであるという条件を基礎におくものである。チャンバ70, 72を吸引する
ため止め弁86, 92の一方のみが開放され、湿式ポンプ９８が作動される。マノメ
ータ６４は、止め弁86, 92の適当な一方を開放することにより処理中のチャンバ
70, 72内の圧力を指示する。作動チャンバ圧力を安定化するため、スロットル弁
はチャンバ圧力が過小になるとスロットル弁はその分閉鎖し、チャンバ圧力が過
大となると適当に開放する。
【００４７】 ポンプサブシステム96, 98は、一つの処理チャンバに対して１つの真空ポンプ
と比較して以下の付加的な有意な作動的特徴及び利点を提供するものである。
と比較して以下の付加的な有意な作動的特徴及び利点を提供するものである。
【００４８】 a. 乾式／湿式ポンプ構成による費用削減 性能の犠牲の欠如 図１６の実施形態においては、二つのポンプ96, 98のうち一つがチャンバの減
圧にのみ使用され、他のポンプはウエーハの処理の間のみにおいて使用される。
圧にのみ使用され、他のポンプはウエーハの処理の間のみにおいて使用される。
【００４９】 チャンバ70, 72の吸引のため、湿式ポンプ９８は作動され止め弁86, 92の適当
な一つは開放されると同時に、関連する止め弁86, 92は閉鎖される。ウエットポ
ンプ９８がポンプ機構の潤滑のために油を必要としたときはチャンバ70, 72は逆
流により潤滑油は汚染されうる。しかしながら、油の逆流が惹起されるのは高い
真空条件のときであり、このときはポンプラインにガス分子は殆ど存在せずかつ
オイル分子はチャンバ70, 72に向けて逆流するため或る時間が必要となる。ポン
プによる圧力降下中にチャンバ圧力は760 トルから１トルにまで減少し、圧力降
下サイクルは３から５秒で完了される。高い圧力は多量のガス分子を移動させ短
時間のうちに掃引降下を惹起し、逆流効果を実質的に排除する。
な一つは開放されると同時に、関連する止め弁86, 92は閉鎖される。ウエットポ
ンプ９８がポンプ機構の潤滑のために油を必要としたときはチャンバ70, 72は逆
流により潤滑油は汚染されうる。しかしながら、油の逆流が惹起されるのは高い
真空条件のときであり、このときはポンプラインにガス分子は殆ど存在せずかつ
オイル分子はチャンバ70, 72に向けて逆流するため或る時間が必要となる。ポン
プによる圧力降下中にチャンバ圧力は760 トルから１トルにまで減少し、圧力降
下サイクルは３から５秒で完了される。高い圧力は多量のガス分子を移動させ短
時間のうちに掃引降下を惹起し、逆流効果を実質的に排除する。
【００５０】 ウエーハの処理のため乾燥ポンプ９６は開放されその際スロットル弁９４及び
適当する止め弁88,90 の一方は開放し、関連する吸引停止バルブ86, 92を閉鎖す
る。乾燥ポンプ９６は、ポンプ機構のために潤滑油を必要としないことによりプ
ロセシングポンプであることが好ましく、従って、吸引ラインを通しての処理チ
ャンバ70, 72への潤滑油の逆流の可能性を排除することができる。乾燥ポンプ９
６は湿潤ポンプ９８のコストの約２倍である。乾燥／湿潤ポンピングシステムは
システムの全コストを低減し、ポンプ96, 98の機能の有効利用を図ることができ
る。
適当する止め弁88,90 の一方は開放し、関連する吸引停止バルブ86, 92を閉鎖す
る。乾燥ポンプ９６は、ポンプ機構のために潤滑油を必要としないことによりプ
ロセシングポンプであることが好ましく、従って、吸引ラインを通しての処理チ
ャンバ70, 72への潤滑油の逆流の可能性を排除することができる。乾燥ポンプ９
６は湿潤ポンプ９８のコストの約２倍である。乾燥／湿潤ポンピングシステムは
システムの全コストを低減し、ポンプ96, 98の機能の有効利用を図ることができ
る。
【００５１】 b. 単一スロットル弁による更なるコスト低減 図１６の実施形態においては、スロットル弁は１個のみ必要である。それは、
チャンバ70, 72の一つだけが常時作動するからである。この構成は、止め弁88,
90の一方を開放しつつ他方を閉鎖しかつ止め弁86, 92を閉鎖することによりスロ
ットル弁を賄い中の一つのチャンバから他のチャンバに切り替えることを可能と
する。
チャンバ70, 72の一つだけが常時作動するからである。この構成は、止め弁88,
90の一方を開放しつつ他方を閉鎖しかつ止め弁86, 92を閉鎖することによりスロ
ットル弁を賄い中の一つのチャンバから他のチャンバに切り替えることを可能と
する。
【００５２】 c. チャンバ間での少ないプロセスバリエーション 双方のチャンバ70, 72が同一のスロットル弁９４及び処理ポンプ９６を共有す
ることからチャンバからチャンバへのプロセスバリエーションの有意な減少が実
現する。
ることからチャンバからチャンバへのプロセスバリエーションの有意な減少が実
現する。
【００５３】 d. スロットル弁のバイパス 減圧をスロットル弁９４を介して行うとき、急速な減圧のためスロットル弁９
４は急開する必要がある。チャンバ70, 72が基準圧力まで達したとき、スロット
ル弁９４は絞り位置まで移動するのを開始し、他方、プロセスガスは流入を開始
する。これは通常はスロットル弁９４をして約５秒チャンバを制御せしめ、所望
のプロセス圧力に到達せしめる。減圧動作のためスロットル弁９４をパイバスさ
せることにより殆ど５秒間を節約することができる。なぜなら、スロットル弁は
、より急速なプロセス圧力安定化のため所望位置にプリセットすることができる
からである。
４は急開する必要がある。チャンバ70, 72が基準圧力まで達したとき、スロット
ル弁９４は絞り位置まで移動するのを開始し、他方、プロセスガスは流入を開始
する。これは通常はスロットル弁９４をして約５秒チャンバを制御せしめ、所望
のプロセス圧力に到達せしめる。減圧動作のためスロットル弁９４をパイバスさ
せることにより殆ど５秒間を節約することができる。なぜなら、スロットル弁は
、より急速なプロセス圧力安定化のため所望位置にプリセットすることができる
からである。
【００５４】 6. 通気システム 図１６に最もよく示すように、この発明の実施形態においては、吸引／通気サ
ブシステム４０のための通気用サブシステムは通常型のガスボックス４２を通し
て流入するＮ2 ガス源を備える。ガスボックスは圧力ゲージ４４、止め弁４６、
０−１００psigといった範囲調節型の圧力制御器４８、フィルタ５０及び止め弁
５２を備える。ガスボックス４２はＮ2 ガスを加圧された充填タンク５３に、つ
いで、一対の平行弁56, 60を介してチャンバ７０に、そして、一対の平行バルブ
58, 62を介してチャンバ７２に分配する。ミニコンベクトロン(miniconvectorn)
78, 80はバルブ82, 84を通してチャンバ70, 72内の圧力の計測を数mTorr のバキ
ュームから760 Torrの大気圧までの広範囲において行う。
ブシステム４０のための通気用サブシステムは通常型のガスボックス４２を通し
て流入するＮ2 ガス源を備える。ガスボックスは圧力ゲージ４４、止め弁４６、
０−１００psigといった範囲調節型の圧力制御器４８、フィルタ５０及び止め弁
５２を備える。ガスボックス４２はＮ2 ガスを加圧された充填タンク５３に、つ
いで、一対の平行弁56, 60を介してチャンバ７０に、そして、一対の平行バルブ
58, 62を介してチャンバ７２に分配する。ミニコンベクトロン(miniconvectorn)
78, 80はバルブ82, 84を通してチャンバ70, 72内の圧力の計測を数mTorr のバキ
ュームから760 Torrの大気圧までの広範囲において行う。
【００５５】 ベントサブシステムはつぎのような付加的な特徴及び利点を提供するものであ
る。
る。
【００５６】 a. 初期の低速通気 粒子汚染 チャンバ70, 72における処理の完了時、初期の低速な通気は小オリフィス（0.
25インチ）バルブ60, 62の適当な一つを開放することによって行なわれる。
25インチ）バルブ60, 62の適当な一つを開放することによって行なわれる。
【００５７】 b. 加圧充填タンクによる急速通気 前記セクションにおいて記述された短時間の初期の低速通気段階の直後に急速
通気が行なわれ、この急速通気は小オリフィス弁60, 62を閉鎖し大きいオリフィ
ス弁56, 58の適当な一つを開放することにより達成され、圧力ゲージ５４により
３０psigの好適圧力に維持される充填タンク５３からのＮ2 ガスでチャンバを充
填する。
通気が行なわれ、この急速通気は小オリフィス弁60, 62を閉鎖し大きいオリフィ
ス弁56, 58の適当な一つを開放することにより達成され、圧力ゲージ５４により
３０psigの好適圧力に維持される充填タンク５３からのＮ2 ガスでチャンバを充
填する。
【００５８】 c. 加圧された充填タンクによるＮ2 ラインでの圧力降下の減少 Ｎ2 ラインでの圧力降下 通気のための多量のＮ2 ガスが必用である。加圧タンク５３がない場合は、チ
ャンバ１が通気でチャンバ２が処理中であったとすると、チャンバ２へのガス配
管中のＮ2 圧力は降下しうる。そして、圧力降下が惹起されるとチャンバ２の処
理ガスの流れは中断されうる。加圧された充填タンク５３は電気回路のコンデン
サと等価であり、エネルギを短期間において吸収及び開放することができ、これ
によりプロセスの崩壊を回避することができる。
ャンバ１が通気でチャンバ２が処理中であったとすると、チャンバ２へのガス配
管中のＮ2 圧力は降下しうる。そして、圧力降下が惹起されるとチャンバ２の処
理ガスの流れは中断されうる。加圧された充填タンク５３は電気回路のコンデン
サと等価であり、エネルギを短期間において吸収及び開放することができ、これ
によりプロセスの崩壊を回避することができる。
【００５９】 d. 連続的なパージによるチャンバに対する湿気の流入防止 湿気は腐食の根本的な原因である。チャンバ70, 72がゲート弁41, 43（図１５
）の開放によって大気圧に通気されかつロボット１５がウエーハをチャンバ70,
72に又はそこから移送中に通気用サブシステム４０はブリード弁60, 62（図１６
）を通してＮ2 ガスの適度な徐々のパージを実行し、空気及び湿気がチャンバ70
, 72に流入するのを防止する。
）の開放によって大気圧に通気されかつロボット１５がウエーハをチャンバ70,
72に又はそこから移送中に通気用サブシステム４０はブリード弁60, 62（図１６
）を通してＮ2 ガスの適度な徐々のパージを実行し、空気及び湿気がチャンバ70
, 72に流入するのを防止する。
【００６０】 7. 負圧リザーバ等価物 一方のチャンバがウエーハの処理を行い他方のチャンバが大気圧からの減圧を
開始しているときの相互作用により、空気のバーストが負圧配管からポンプに進
みかつウエーハを処理するチャンバまで逆流することを恐れて、双方のチャンバ
を単一の真空ポンプに接続するような配慮は無用である。最大の負圧はポンプ水
頭である。もし負圧配管が十分長くかつ径が十分大きければ圧力は均等化しかつ
空間を充填する。吸引を行っている側がポンプに達する時間まで圧力は極めて低
い。他方でウエーハの処理中にプロセスガスは質量流量コントローラを通して送
られている。灰化の場合、全プロセスガス流量は毎分５リットルのオーダーであ
る。従って、処理中のチャンバを出て行くガスは配管中より高圧力下にある。こ
のような動作の鍵は負圧配管が十分に長いことにあり、これにより二つの処理チ
ャンバ間の分離状態を提供することができる。このような分離を補助するため、
負圧ラインはその径が非常に大きく、減圧されているチャンバから膨張する空気
のために大きな容積を提供する。更に、バイパス弁が１／４インチ長さで設けら
れ、減圧されているチャンバからの空気の初期バーストを減速する。１若しくは
２秒後に主ISO 80弁は開放され、より高いコンダクタンスを提供し、残留空気を
チャンバからの急速吸引を行う。
開始しているときの相互作用により、空気のバーストが負圧配管からポンプに進
みかつウエーハを処理するチャンバまで逆流することを恐れて、双方のチャンバ
を単一の真空ポンプに接続するような配慮は無用である。最大の負圧はポンプ水
頭である。もし負圧配管が十分長くかつ径が十分大きければ圧力は均等化しかつ
空間を充填する。吸引を行っている側がポンプに達する時間まで圧力は極めて低
い。他方でウエーハの処理中にプロセスガスは質量流量コントローラを通して送
られている。灰化の場合、全プロセスガス流量は毎分５リットルのオーダーであ
る。従って、処理中のチャンバを出て行くガスは配管中より高圧力下にある。こ
のような動作の鍵は負圧配管が十分に長いことにあり、これにより二つの処理チ
ャンバ間の分離状態を提供することができる。このような分離を補助するため、
負圧ラインはその径が非常に大きく、減圧されているチャンバから膨張する空気
のために大きな容積を提供する。更に、バイパス弁が１／４インチ長さで設けら
れ、減圧されているチャンバからの空気の初期バーストを減速する。１若しくは
２秒後に主ISO 80弁は開放され、より高いコンダクタンスを提供し、残留空気を
チャンバからの急速吸引を行う。
【００６１】 8. 端部点検出器 繊維光学ケーブルはUV光を処理中のチャンバから伝達する。繰り返しになるが
、ある時点においては一つのチャンバのみウエーハの処理を行うことから、２本
の繊維光学ケーブルが一つの光学的加算接合部に入り、ここで二つのチャンバか
らの信号は加算される。明白なことであるが、ある時点では一方のみがUV光を発
生し、従って、光学的スイッチは不必要である。端部点検出器はモノクロメータ
であり、このモノクロメータは一つのスペクトル放出線、大抵はOH線を、選択す
る。端部点検出器は比較的高価である。通常は一つの端部点検出器が各チャンバ
に必要となる。
、ある時点においては一つのチャンバのみウエーハの処理を行うことから、２本
の繊維光学ケーブルが一つの光学的加算接合部に入り、ここで二つのチャンバか
らの信号は加算される。明白なことであるが、ある時点では一方のみがUV光を発
生し、従って、光学的スイッチは不必要である。端部点検出器はモノクロメータ
であり、このモノクロメータは一つのスペクトル放出線、大抵はOH線を、選択す
る。端部点検出器は比較的高価である。通常は一つの端部点検出器が各チャンバ
に必要となる。
【００６２】 10. 実施例１ 図１７−１８に示すように、線グラフはこの発明の第１の実施例の１完全サイ
クルのＹ軸に沿った作業機能とＸ軸に沿った時間を示しており、この第１の実施
例では、各々が同一若しくは類似の処理を行う二つの通常型下流リアクタが二つ
の外部（真空に対し）２５−ウエーハカセットと、一つの前方及び一つの後方ア
ームを備えた単一外部ロボットによって賄われる。同一のシーケンスが単一の２
５ウエーハカセットを使用して後続する。
クルのＹ軸に沿った作業機能とＸ軸に沿った時間を示しており、この第１の実施
例では、各々が同一若しくは類似の処理を行う二つの通常型下流リアクタが二つ
の外部（真空に対し）２５−ウエーハカセットと、一つの前方及び一つの後方ア
ームを備えた単一外部ロボットによって賄われる。同一のシーケンスが単一の２
５ウエーハカセットを使用して後続する。
【００６３】 現実にはプロセスリアクタは異なったものであり、依然として交互的の無駄的
／プロセス作業を有する。ウエーハはプロセスチャンバ♯１に対してはカセット
♯１としチャンバ♯２に対してはカセット♯２と位置付けられる。
／プロセス作業を有する。ウエーハはプロセスチャンバ♯１に対してはカセット
♯１としチャンバ♯２に対してはカセット♯２と位置付けられる。
【００６４】 図１７に示すようにこれまで一般的に説明したようにプロセスサイクルは、図
１８によりその軌跡を略示するロボット１５の移動を追求することによりもっと
も良く理解されよう。チャンバ１が大気圧に充填され、そのピンが持ち上がりチ
ャンバ１のドアが開放したサイクル点でのチャンバ１における図１７の最初の機
能から開始すると、ロボット１５は、先行処理したウエーハ１をその後部グリッ
パにてチャンバ１から取出すと共にその前部グリッパにてカセット１（１若しく
は２つのカセットを使用可能）から前もって取り出しておいた未処理のウエーハ
３を１８０度回転せしめる。それから、ドア１が閉鎖し、そのピンは下降し、負
圧３４がチャック３１に印加され、チャンバ１は減圧され、プロセスガスはＯＮ
され、スロットル弁３６（単一ポンププロセス（図１６）の場合は９４）を調節
することによって安定化され、ウエーハ３の有効処理がチャンバ１のためのプラ
ズマ２６の点火をプラズマ２６を共通マイクロ波エネルギ発生器２２に切り替え
ることによって開始する。他方で、ロボットが新規ウエーハ３をチャンバ１内に
その処理のため定置しその後チャンバ１内におけるウエーハ３の処理の間にロボ
ットはカセット２まで移行し、冷却ステーションにあるが依然として熱いウエー
ハ１を保持する。冷却ステーションは実際にはロボットに指向したブロア３５（
図１５）からの冷却空気と協働するロボット本体のヒートシンク領域として構成
される。それから、ロボットはウエーハ１をその後部グリッパにてカセット２に
装填し、後退し、新規スロットに割り出しされ、その後部アームで未処理のウエ
ーハを取り出し、予めそこに置かれていて処理を完了したばかりのウエーハ２が
入った今や通気がされたチャンバ２のドアの開放を待機する。ロボット１５は処
理済のウエーハ２をチャンバ２からその後部グリッパにり取出し、１８０度の回
転を行い、チャンバ２に未処理のウエーハ４をその後部グリッパにて定置し、カ
セット１にトラバースし、その間に依然熱い処理されたウエーハ２は冷却され、
ロボットはウエーハ２をカセット１に装填し、後退し、未処理のウエーハ５を取
出し、第１のウエーハ３の処理を丁度終了した今や通気されたチャンバ１にのド
アの開放を待機する。このサイクルは繰返しされる。
１８によりその軌跡を略示するロボット１５の移動を追求することによりもっと
も良く理解されよう。チャンバ１が大気圧に充填され、そのピンが持ち上がりチ
ャンバ１のドアが開放したサイクル点でのチャンバ１における図１７の最初の機
能から開始すると、ロボット１５は、先行処理したウエーハ１をその後部グリッ
パにてチャンバ１から取出すと共にその前部グリッパにてカセット１（１若しく
は２つのカセットを使用可能）から前もって取り出しておいた未処理のウエーハ
３を１８０度回転せしめる。それから、ドア１が閉鎖し、そのピンは下降し、負
圧３４がチャック３１に印加され、チャンバ１は減圧され、プロセスガスはＯＮ
され、スロットル弁３６（単一ポンププロセス（図１６）の場合は９４）を調節
することによって安定化され、ウエーハ３の有効処理がチャンバ１のためのプラ
ズマ２６の点火をプラズマ２６を共通マイクロ波エネルギ発生器２２に切り替え
ることによって開始する。他方で、ロボットが新規ウエーハ３をチャンバ１内に
その処理のため定置しその後チャンバ１内におけるウエーハ３の処理の間にロボ
ットはカセット２まで移行し、冷却ステーションにあるが依然として熱いウエー
ハ１を保持する。冷却ステーションは実際にはロボットに指向したブロア３５（
図１５）からの冷却空気と協働するロボット本体のヒートシンク領域として構成
される。それから、ロボットはウエーハ１をその後部グリッパにてカセット２に
装填し、後退し、新規スロットに割り出しされ、その後部アームで未処理のウエ
ーハを取り出し、予めそこに置かれていて処理を完了したばかりのウエーハ２が
入った今や通気がされたチャンバ２のドアの開放を待機する。ロボット１５は処
理済のウエーハ２をチャンバ２からその後部グリッパにり取出し、１８０度の回
転を行い、チャンバ２に未処理のウエーハ４をその後部グリッパにて定置し、カ
セット１にトラバースし、その間に依然熱い処理されたウエーハ２は冷却され、
ロボットはウエーハ２をカセット１に装填し、後退し、未処理のウエーハ５を取
出し、第１のウエーハ３の処理を丁度終了した今や通気されたチャンバ１にのド
アの開放を待機する。このサイクルは繰返しされる。
【００６５】 無駄時間が略ゼロの条件はロボット１５がチャンバ1, 2に近接したカセットか
らその一方のグリッパで新規ウエーハを取り出すのを完了すると同時に各チャン
バ1, 2が交互に同期的にそのウエーハの処理を完了しかつチャンバ無駄作業時間
が処理時間より短いことである。換言すれば、待機時間がゼロであれば、無駄時
間は殆どゼロであり、機械の処理能力の１００％利用が実現する。殆どゼロの待
機時間の実現は、ロボットがその仕事を同一若しくは近時時間で完了するように
増速しつつ、近接チャンバにおける処理時間の短縮及び均等化のため必要なこと
だけで決まる。
らその一方のグリッパで新規ウエーハを取り出すのを完了すると同時に各チャン
バ1, 2が交互に同期的にそのウエーハの処理を完了しかつチャンバ無駄作業時間
が処理時間より短いことである。換言すれば、待機時間がゼロであれば、無駄時
間は殆どゼロであり、機械の処理能力の１００％利用が実現する。殆どゼロの待
機時間の実現は、ロボットがその仕事を同一若しくは近時時間で完了するように
増速しつつ、近接チャンバにおける処理時間の短縮及び均等化のため必要なこと
だけで決まる。
【００６６】 実施例１では双方のカセットは同時的に処理を行い、ウエーハは全てその処理
に先行して一つのカセットから取り出されるが、しかし、他のカセットには処理
後に返却される。
に先行して一つのカセットから取り出されるが、しかし、他のカセットには処理
後に返却される。
【００６７】 実施例２ 図１９−２０に示すように、ロボット運動は図１７の実施例から変形したもの
であるが、多くの点で類似性はある。図１９−２０ではロボットはいつもチャン
バ２及びカセット２に面して直立し、図１９♯１に示すようにその左アームはチ
ャンバ１に近接し、右アームはカセット１に近接し、カセットからチャンバに移
動するため１８０度の回転は行わず、逆も真である。他の点は全て、実施例１と
２とは同一である。
であるが、多くの点で類似性はある。図１９−２０ではロボットはいつもチャン
バ２及びカセット２に面して直立し、図１９♯１に示すようにその左アームはチ
ャンバ１に近接し、右アームはカセット１に近接し、カセットからチャンバに移
動するため１８０度の回転は行わず、逆も真である。他の点は全て、実施例１と
２とは同一である。
【００６８】 かくして、一連の図１９、２０から分かるとおり、ウエーハ１はカセット１（
♯１）から取り出され、処理（♯２）のためのチャンバ１に定置される。ウエー
ハ２はカセット１（♯３）から取り出され、処理（♯４）のためチャンバ２内に
定置される。ウエーハ３はカセット１（♯５）から取り出され、チャンバ１の処
理の完了に従い、ウエーハ１はチャンバ１（♯６）から取り出され、ウエーハ３
（♯７）に交換され、ウエーハ１はカセット１（♯８）にけおるオリジナルスロ
ットに格納され、ウエーハ４はカセット１（♯９）から取り出され、チャンバ２
が処理を完了するに従い、ウエーハ２はチャンバ２（♯１０）から取り出され、
ウエーハ（♯１１）に交換され、かつウエーハ２はカセット１（♯１２）のオリ
ジナルスロットに格納される。
♯１）から取り出され、処理（♯２）のためのチャンバ１に定置される。ウエー
ハ２はカセット１（♯３）から取り出され、処理（♯４）のためチャンバ２内に
定置される。ウエーハ３はカセット１（♯５）から取り出され、チャンバ１の処
理の完了に従い、ウエーハ１はチャンバ１（♯６）から取り出され、ウエーハ３
（♯７）に交換され、ウエーハ１はカセット１（♯８）にけおるオリジナルスロ
ットに格納され、ウエーハ４はカセット１（♯９）から取り出され、チャンバ２
が処理を完了するに従い、ウエーハ２はチャンバ２（♯１０）から取り出され、
ウエーハ（♯１１）に交換され、かつウエーハ２はカセット１（♯１２）のオリ
ジナルスロットに格納される。
【００６９】 この実施形態において留意すべきは、二つのカセットが使用されているといっ
ても全てのウエーハは一つカセットからのみ取り出され、全てのウエーハはいつ
も同一カセットのオリジナルのスロットに他のカセットにおけるウエーハが処理
を開始するに先だって戻される。この手法は代表的といいうる。というのは、工
場設備の作業員若しくはロボットは１０から１５分ごとに来るかカセットを交換
するだけであり、これは機械の連続使用を可能とし、一方、実施例１では双方の
カセットは同時に処理を行い、全ウエーハは処理に先立ち一つのカセットから取
り出されるが処理後に他のカセットに戻される。
ても全てのウエーハは一つカセットからのみ取り出され、全てのウエーハはいつ
も同一カセットのオリジナルのスロットに他のカセットにおけるウエーハが処理
を開始するに先だって戻される。この手法は代表的といいうる。というのは、工
場設備の作業員若しくはロボットは１０から１５分ごとに来るかカセットを交換
するだけであり、これは機械の連続使用を可能とし、一方、実施例１では双方の
カセットは同時に処理を行い、全ウエーハは処理に先立ち一つのカセットから取
り出されるが処理後に他のカセットに戻される。
【００７０】 12. 実施例３ 図３０に示すようにこの動きはこの発明の第３の実施例のロボットの動きを示
し、この実施例では２連下流型若しくはチャンバ内リアクタはそれぞれが単一外
部（真空に対する）２５−ウエーハカセット及び２本の前部アームを有する（図
１９−２０の第２実施例のロボットと同様）単一の外部ロボットを使用して作動
し、その８個の分離した部分が図２２−２９ではその機能段階の読み取りの容易
のため拡大して図示される。この実施例では全ての奇数番号のウエーハはチャン
バ１内で処理され、全ての偶数番号のウエーハはチャンバ２内で処理され、しか
しながら、全てのウエーハは単一カセットのその元のスロットに復帰されるよう
になっている。さもなくば、処理ステップは先行の実施例と同一になる．マイク
ロ波エネルギがこの実施例では使用される。加えて、動作シーケンスは単一カセ
ットについて図示されているが、実際はこのシーケンスはカセット♯２、♯３、
♯４に関し、必要あれば６若しくはそれ以上であっても繰返される。
し、この実施例では２連下流型若しくはチャンバ内リアクタはそれぞれが単一外
部（真空に対する）２５−ウエーハカセット及び２本の前部アームを有する（図
１９−２０の第２実施例のロボットと同様）単一の外部ロボットを使用して作動
し、その８個の分離した部分が図２２−２９ではその機能段階の読み取りの容易
のため拡大して図示される。この実施例では全ての奇数番号のウエーハはチャン
バ１内で処理され、全ての偶数番号のウエーハはチャンバ２内で処理され、しか
しながら、全てのウエーハは単一カセットのその元のスロットに復帰されるよう
になっている。さもなくば、処理ステップは先行の実施例と同一になる．マイク
ロ波エネルギがこの実施例では使用される。加えて、動作シーケンスは単一カセ
ットについて図示されているが、実際はこのシーケンスはカセット♯２、♯３、
♯４に関し、必要あれば６若しくはそれ以上であっても繰返される。
【００７１】 10. 実施例パラメータ かくして、代表的なプロセスの細目が得られ、この発明の代表的な作動パラメ
ータは以下の通りである。
ータは以下の通りである。
【００７２】 マイクロ波周波数：2,450 MJA マイクロ波電力：1,000watt 作動圧力：1.2 トル 全流速：4,400 sccm О2 4,000 sccm N2 400 sccm 11. 付加的実施形態 この発明はもっと別の形態をとることができる。例えば、図３２に示すように
、更に経済性及び低コスト化のため単一の共通のプラズマアプリケータ２６が使
用され、プラズマアプリケータからのプラズマ励起ガスの流れは１００に示すよ
うに一対の別々の処理チャンバ14, 16の一つに選択的にかつ交互に指向される。
この実施形態では図示しないが、プラズマ排気はすこぶる高温であるが、それに
も関わらず、この高温の熱のブラストに耐えることができる材料はあり、下流側
のプラズマ励起プロセスガス流を汚染することがない。この実施形態においては
、非処理ガスチャンバへの通路をシール102, 104し、バキュームを損なうことな
く確保するようにしている。上述の耐熱性の材料から共通の偏倚板１００が構成
され、プラズマ排気に近接して取り付けられ、かつ機械的若しくは電気機械的に
作動され、一つの通路においてプラズマ排気を開放した大オリフィスの止め弁１
０４を介し二つの処理チャンバの一つの処理に対してかつこれは同期して交互に
偏倚させ、他方大オリフィス止め弁１０２は他の進路において非処理チャンバに
対して同期的に閉鎖され、逆も真である。プラズマアプリケータが一台完全に不
要となるためコスト増大が排除され、この発明の目的に合致するものである。
、更に経済性及び低コスト化のため単一の共通のプラズマアプリケータ２６が使
用され、プラズマアプリケータからのプラズマ励起ガスの流れは１００に示すよ
うに一対の別々の処理チャンバ14, 16の一つに選択的にかつ交互に指向される。
この実施形態では図示しないが、プラズマ排気はすこぶる高温であるが、それに
も関わらず、この高温の熱のブラストに耐えることができる材料はあり、下流側
のプラズマ励起プロセスガス流を汚染することがない。この実施形態においては
、非処理ガスチャンバへの通路をシール102, 104し、バキュームを損なうことな
く確保するようにしている。上述の耐熱性の材料から共通の偏倚板１００が構成
され、プラズマ排気に近接して取り付けられ、かつ機械的若しくは電気機械的に
作動され、一つの通路においてプラズマ排気を開放した大オリフィスの止め弁１
０４を介し二つの処理チャンバの一つの処理に対してかつこれは同期して交互に
偏倚させ、他方大オリフィス止め弁１０２は他の進路において非処理チャンバに
対して同期的に閉鎖され、逆も真である。プラズマアプリケータが一台完全に不
要となるためコスト増大が排除され、この発明の目的に合致するものである。
【００７３】 以上の好ましい実施形態及びこの出願が提出されたときの出願人が知る最適モ
ードについての以上の記載は説明及び記述の便宜のためのものである。以上に開
示の細目にこの発明を限り若しくは限定する意図はなく、上記教示に照らして幾
多の変形及び改変がなしうることはいうまでもない。選ばれた実施形態はこの発
明を当業者をして各種の実施形態及び想定した実際的使用に適合した各種の変形
において最善の形で利用できようが、この発明の原理及び実際的な応用の説明の
ため選ばれからつ記載されたものである。この発明の範囲は以下に添付する請求
の範囲により規定されるように意図されている。
ードについての以上の記載は説明及び記述の便宜のためのものである。以上に開
示の細目にこの発明を限り若しくは限定する意図はなく、上記教示に照らして幾
多の変形及び改変がなしうることはいうまでもない。選ばれた実施形態はこの発
明を当業者をして各種の実施形態及び想定した実際的使用に適合した各種の変形
において最善の形で利用できようが、この発明の原理及び実際的な応用の説明の
ため選ばれからつ記載されたものである。この発明の範囲は以下に添付する請求
の範囲により規定されるように意図されている。
【図１】 図１はこの発明の好ましい実施形態における２連チャンバ型の完全組立体の左
前方からの斜視図である。
前方からの斜視図である。
【図２】 図２は図１の後面からの斜視図である。
【図３】 図３は図１の前面図である。
【図４】 図４は図１の右側面図である。
【図５】 図５は図１の後面図である。
【図６】 図６は図１の上面図である。
【図７】 図７は図２の拡大図である。
【図８】 図８はこの発明のプロセスガス分配ボックスの拡大図である。
【図９】 図９はこの発明のマイクロ波発生器の拡大図である。
【図１０】 図１０はこの発明のマイクロ波スイッチの拡大図である。
【図１１】 図１１はこの発明のプラズマ源の一つの拡大図である。
【図１２】 図１２はこの発明のウエーハ処理チャンバの一つの拡大図である。
【図１３】 図１３（Ａ）〜１３（Ｅ）はこの発明のバキュームポンプの一つの、それぞれ
、上面図、底面図、後面図、右側面図及び左側面図である。
、上面図、底面図、後面図、右側面図及び左側面図である。
【図１４】 図１４は単一のバキュームポンプを使用したこの発明の２連下流リアクタ型の
全体的概略フローダイアグラムである。
全体的概略フローダイアグラムである。
【図１５】 図１５は単一バキュームポンプ及び２連スロットル弁を使用したこの発明の２
連下流リアクタ型のより詳細な概略フローダイアグラムである。
連下流リアクタ型のより詳細な概略フローダイアグラムである。
【図１６】 図１６は２連ポンプ及び単一スロットル弁を使用したこの発明の２連下流リア
クタ型の吸引／通気システムの詳細化された概略ダイアグラムである。
クタ型の吸引／通気システムの詳細化された概略ダイアグラムである。
【図１７】 図１７は２つの外部（バキュームに対し）２５ウエーハカセット及び一つの前
アームと一つの後アームを有する単一の外部ロボットを使用したこの発明の２連
同一単一プロセス下流リアクタ型の第１の具体的実施例の詳細作業機能タイミン
グダイアグラムを表す線グラフである。
アームと一つの後アームを有する単一の外部ロボットを使用したこの発明の２連
同一単一プロセス下流リアクタ型の第１の具体的実施例の詳細作業機能タイミン
グダイアグラムを表す線グラフである。
【図１８】 図１８は二つのカセットを使用した図１７の実施例のロボット移動及び処理の
軌跡の概略図である。
軌跡の概略図である。
【図１９】 図１９は図１７の実施例におけるこの発明の変形形態におけるロボットを示す
概略図であり、ロボットは常態に従って直立位置し、一つのアームはチャンバに
近接し、他方のアームはカセットに近接しウエーハを一方のアームから他方に往
復させて特定機能を達成する。
概略図であり、ロボットは常態に従って直立位置し、一つのアームはチャンバに
近接し、他方のアームはカセットに近接しウエーハを一方のアームから他方に往
復させて特定機能を達成する。
【図２０】 図２０は図１７の実施例におけるこの発明の変形形態におけるロボットを示す
概略図であり、ロボットは常態に従って直立位置し、一つのアームはチャンバに
近接し、他方のアームはカセットに近接しウエーハを一方のアームから他方に往
復させて特定機能を達成する。
概略図であり、ロボットは常態に従って直立位置し、一つのアームはチャンバに
近接し、他方のアームはカセットに近接しウエーハを一方のアームから他方に往
復させて特定機能を達成する。
【図２１】 図２１は、その各々が図３０に完全に図示されるこの発明の第３の実施形態の
部分を示す図２２−２９の拡大線グラフをどのように適合させることにより図３
０に大きく示される単一の線グラフが生成されるからを概略的に表す。
部分を示す図２２−２９の拡大線グラフをどのように適合させることにより図３
０に大きく示される単一の線グラフが生成されるからを概略的に表す。
【図２２】 図２２は、図３０に完全に示される単一外部（バキュームに対し）２５−ウエ
ーハカセット及び２つの前側（右側及び左側）アーム２連の同一単一プロセス下
流リアクタ形の第２の実施形態の第１の部分の詳細作業機能タイミングダイアグ
ラムの線図である。
ーハカセット及び２つの前側（右側及び左側）アーム２連の同一単一プロセス下
流リアクタ形の第２の実施形態の第１の部分の詳細作業機能タイミングダイアグ
ラムの線図である。
【図２３】 図２３は図３０の実施例の第２の部分の詳細作業機能タイミングダイアグラム
の線図である。
の線図である。
【図２４】 図２４は図３０の実施例の第３の部分の詳細作業機能タイミングダイアグラム
の線図である。
の線図である。
【図２５】 図２５は図３０の実施例の第４の部分の詳細作業機能タイミングダイアグラム
の線図である。
の線図である。
【図２６】 図２６は図３０の実施例の第５の部分の詳細作業機能タイミングダイアグラム
の線図である。
の線図である。
【図２７】 図２７は図３０の実施例の第６の部分の詳細作業機能タイミングダイアグラム
の線図である。
の線図である。
【図２８】 図２８は図３０の実施例の第７の部分の詳細作業機能タイミングダイアグラム
の線図である。
の線図である。
【図２９】 図２９は図３０の実施例の第８の部分の詳細作業機能タイミングダイアグラム
の線図である。
の線図である。
【図３０】 図３０はその８個の別々の部分が図２２−２９に拡大して示される、単一外部
（バキュームに対し）２５−ウエーハカセット及び２つの前（右側及び左側）ア
ームを有した単一外部ロボットを使用したこの発明の同一単一プロセス下流リア
クタ形の第２の実施形態の完全詳細作業機能タイミングダイアグラムの線グラフ
である。
（バキュームに対し）２５−ウエーハカセット及び２つの前（右側及び左側）ア
ームを有した単一外部ロボットを使用したこの発明の同一単一プロセス下流リア
クタ形の第２の実施形態の完全詳細作業機能タイミングダイアグラムの線グラフ
である。
【図３１】 図３１はこの発明の図２１−３０の実施例３に使用される２連アーム型ロボッ
トの拡大斜視図である。
トの拡大斜視図である。
【図３２】 図３２は共通のダイバータプレートを使用した２連処理チャンバを交互に賄う
単一のプラズマアプリケータの概略平面図である。
単一のプラズマアプリケータの概略平面図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，Ｅ Ａ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，Ｇ Ｍ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ， ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，Ｎ Ｏ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ， ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ
Claims (69)
- 【請求項１】 複数のワークピースを連続処理する方法であって、 一対の処理チャンバの一方に高周波電力を供給する工程と、 一方の処理チャンバ単独において強真空下でワークピースを有効処理しつつ実
質的に大気圧下で他方の処理チャンバにおいて他方のワークピースの処理に対す
る実質的に全ての前処理的及び後処理的無駄作業を同時に実施する工程と、 他方の処理チャンバへの電力供給の切替により前記工程を逆転させ、他方の処
理チャンバ単独において強真空下で他方のワークピースを有効処理しつつ実質的
に大気圧下で前記一方の処理チャンバにおいて第３のワークピースに対する実質
的に全ての無駄作業を同時に実施する工程と、 上述の全工程を段階順に連続的に繰返す工程、 とを具備した方法。 - 【請求項２】 処置チャンバを相互に隣接して位置せしめる工程を更に具備した請求の範囲１
若しくは９若しくは１５の方法。 - 【請求項３】 高周波電力の供給工程はマイクロ波電力を供給する工程よりなる請求の範囲１
若しくは９若しくは１５の方法。 - 【請求項４】 高周波電力を供給する工程は共通の高周波電力源を一対の処理チャンバ間で同
期的にマルチプレクシングする工程よりなる請求の範囲１若しくは９若しくは１
５の方法。 - 【請求項５】 ワークピースは半導体ウエーハであり、各有効処理工程は、ワークピースを下
流型プラズマリアクタにて有効処理する工程を更に具備する請求の範囲１若しく
は９若しくは１５の方法。 - 【請求項６】 ワークピースは半導体ウエーハであり、各有効処理工程は、ワークピースをチ
ャンバ内臓型プラズマリアクタにて有効処理する工程を更に具備する請求の範囲
１若しくは９若しくは１５の方法。 - 【請求項７】 一つのチャンバ単独で同時に有効処理を行う前記工程は一つのチャンバ内での
ワークピースの有効処理を他のチャンバ内での他のワークピースの処理と重なる
ことなく行う段階を更に具備する請求の範囲１若しくは９若しくは１５の方法。 - 【請求項８】 一つのチャンバ単独で有効処理を行う段階は 次回に処理すべきワークピースを中にチャンバのドアを閉鎖し有効処理を開始
し、そのワークピースの処理の完了時にそのチャンバのドアを開放してその工程
を終了することよりなり、 その間において全ての無駄作業を同時実行する工程は、 ロボットにより有効処理工程の開始と終了との間に前記の作業を開始しかつ完
了する工程よりなる請求の範囲１若しくは９若しくは１５の方法。 - 【請求項９】 複数のワークピースを連続処理する方法であって、 複数の処理チャンバ間に共通の高周波電力源を交互に切り替える工程と、 作動中の一方の処理チャンバ単独において強真空下でワークピースを有効処理
しつつ非作動の他方の処理チャンバにおいて実質的に大気圧下で次ぎに処理する
他のワークピースに対する前処理的及び後処理的無駄作業を同時に実施する工程
と、 上述の全工程を段階順に連続的に繰返す工程、 とを具備した方法。 - 【請求項１０】 複数の処理チャンバは２個である請求の範囲１若しくは９若しくは１５の方法
。 - 【請求項１１】 ２連処理チャンバによるワークピースの連続処理方法であって、 (a) 第１のチャンバに第１の被処理ワークピースを初期装填する工程、 (b) 共通の電力源を第１チャンバがON第２チャンバがOFF となるように切り替
える工程、 (c) 第１のチャンバ内でのワークピースの処理を完了に至るまで行うと同時に
第２のチャンバに第２の被処理ワークピースを初期装填する工程、 (d) 共通の電力源を第１チャンバがOFF 第２チャンバがONとなるように切り替
える工程、 (e) 第２のチャンバ内での第２のワークピースの処理を完了に至るまで行うと
同時に第１のチャンバから処理済みのワークピースを取出し第１のチャンバに第
３の被処理ワークピースを装填する工程、 (f) 共通の電力源を第１チャンバがON第２チャンバがOFF となるように切り替
える工程、 (g) 第１のチャンバ内でのワークピースの処理を完了に至るまで行うと同時に
第２のチャンバから処理済のワークピースを取出しかつ第３のチャンバに第４の
被処理ワークピースを装填する工程、及び (h) 継続する各ワークピースに対して逐次的に前記ステップ（d ）−(g) を連
続的に繰返しする工程 からなる方法。 - 【請求項１２】 ２連処理チャンバを通してのワークピースの連続処理方法であって、 (a) 共通の電力源を第１チャンバがON第２チャンバがOFF となるように切り替
える工程、 (b) 第１のチャンバ内でのワークピースの処理を完了に至るまで行うと同時に
第２のチャンバから処理済のワークピースを取出し第２のチャンバに他の被処理
ワークピースを装填する工程、 (c) 共通の電力源を第１チャンバがOFF 、２チャンバがONとなるように切り替
える工程、 (d) 第２のチャンバ内でのワークピースの処理を完了に至るまで行うと同時に
第１のチャンバから処理済のワークピースを取出しかつ第１のチャンバに処理す
べき別のワークピースを装填する工程、及び (e) 継続するステップ(a) −(d) を連続的に繰返しする工程、 からなる方法。 - 【請求項１３】 単一の第１ステージプロセッサおよび第２ステージプロセッサの２連チャンバ
を通してのワークピースの連続処理方法であって、 (a) 第１のチャンバに第１の被処理ワークピースを初期装填する工程、 (b) 作動のための第１ステージプロセッサを準備する工程、 (c) 第１パスを開放し、第１ステージプロセッサの出力を第１パスに対して切
り替えつつ第１ステージプロセッサの出力を第２パスに対して阻止しかつ第２パ
スを閉鎖し、 (d) 共通の電力源を第１ステージプロセッサがONとなるように切り替える工程
、 (e) 第２ステージの第１のチャンバ内でのワークピースの処理を第１ステージ
の出力を使用して完了に至るまで行うと同時に第２ステージの第２のチャンバに
被処理ワークピースを初期装填する工程、 (f) 第２パスを開放し、第１ステージプロセッサの出力を第２パスに対して切
り替えつつ第１ステージプロセッサの出力を第１パスに対して阻止しかつ第１パ
スを閉鎖し、 (g) 第２ステージの第２のチャンバ内でのワークピースの処理を第１ステージ
の出力を使用して完了に至るまで行うと同時に第１チャンバから処理済のワーク
ピース取出しかつ第１チャンバに処理すべき他のワークピースを再装填し際装填
ワンを除去し、 (h) 第１パスを開放し、第１ステージプロセッサの出力を第１パスに対して切
り替えつつ第１ステージプロセッサの出力を第２パスに対して阻止しかつ第２パ
スを閉鎖し、 (i) 第１のチャンバ内でのワークピースの処理を完了に至るまで行うと同時に
第２チャンバから処理済のワークピース取出しかつ第２チャンバに処理すべき他
のワークピースを再装填し、 (h) 前記ステップ(f) −(i) を連続的に繰返しする工程、 からなる方法。 - 【請求項１４】 単一の第１ステージプロセッサおよび第２ステージプロセッサの２連チャンバ
を通してのワークピースの連続処理方法であって、 (a) 第１ステージプロセッサの出力を第１パスに対して切り替えつつ第１ステ
ージプロセッサの出力を第２パスに対して阻止し、かつ第２パスを閉鎖し、かつ
第１パスを開放し、 (b) 第１パスを開放しかつ第２ステージの第１のチャンバ内でのワークピース
の処理を完了に至るまで行うと同時に第２ステージの第２のチャンバから処理済
のワークピースを取出しかつ第２ステージの第２チャンバに処理すべき他のワー
クピースを再装填する工程、 (c) 第１ステージプロセッサの出力を第２パスに対して切り替えつつ第１ステ
ージプロセッサの出力を第１パスに対して阻止しかつ第１パスを閉鎖し、 (d) 第１パスを開放しかつ第２ステージの第２のチャンバ内でのワークピース
の処理を第１ステージの出力を利用して完了に至るまで行うと同時に第２ステー
ジの第１のチャンバから処理済のワークピースを取出しかつ第２ステージの第１
チャンバに処理すべき他のワークピースを再装填する工程、 (e) 前記ステップ（a ）−(d) を連続的に繰返しする工程、 からなる方法。 - 【請求項１５】 複数のワークピースを連続処理する方法であって、 (a) 一対の処理チャンバの一方に高周波電力を供給する工程と、 (b) 一方の処理チャンバ単独において強真空下でワークピースを有効処理しつ
つ実質的に大気圧下で他方の処理チャンバにおける第２のワークピースの処理に
対する実質的に全ての前処理的及び後処理的無駄作業を同時に実施する工程と、 (c) 他方の処理チャンバへ高周波電力供給を供給し、他方の処理チャンバ単独
において強真空下で第２のワークピースを有効処理しつつ実質的に大気圧下でそ
こから取り出される第１のワークピースに対する実質的に全ての後処理的無駄作
業及び前記一方の処理チャンバに定置される第３のワークピースに対す実質的に
全ての前処理的無駄作業を同時に実施する工程と、 (d) 前記一方の処理チャンバへ高周波電力供給を供給し、同チャンバ単独にお
いて強真空下で第３のワークピースを有効処理しつつ実質的に大気圧下でそこか
ら取り出される第２のワークピースに対する実質的に全ての後処理的無駄作業及
び前記他方の処理チャンバに定置される第４のワークピースに対す実質的に全て
の前処理的無駄作業を同時に実施する工程と、 (e) 上記ステップ(c) 及び(d) をワークピース番号の偶数と奇数は適宜に置き
換えながら逐次的に連続的に繰返す工程、 とを具備した方法。 - 【請求項１６】 有効処理しつつ同時に実行する工程は、ロボットがその一つのグリッパを他の
グリッパと交換のため準備しつつ新規ウエーハをチャンバに近接したカセットか
ら丁度取り出すときにチャンバ内でウエーハの処理を交互的かつ同期的に終了す
る工程を更に具備しており、チャンバ無駄作業時間は処理時間より短い請求の範
囲９若しくは１５に記載の方法。 - 【請求項１７】 有効処理しつつ同時に実行する工程はロボット待機時間を実質的にゼロにする
工程を更に具備する請求項１６に記載の方法。 - 【請求項１８】 有効処理しつつ同時に実行する工程はロボット待機時間をゼロ付近にする工程
を更に具備する請求項１６に記載の方法。 - 【請求項１９】 ロボット待機時間をゼロ付近にする工程は近接チャンバにおける処理時間を短
縮及び均等化しつつロボットをしてその仕事を同一若しくは類似時間で完了する
べく増速する工程を更に具備する請求項１８に記載の方法。 - 【請求項２０】 有効処理しつつ同時に実行する工程は２つのカセットからワークピースを交互
にかつ同期的に取り出しかつ戻す工程を更に具備し、これにより処理に先立ち一
つのカセットから全ワークピースが取り出されると共に処理後に他のカセットに
戻される請求の範囲１６に記載の方法。 - 【請求項２１】 有効処理しつつ同時に実行する工程は２つのカセットからワークピースを交互
にかつ同期的に取り出しかつ戻す工程を更に具備し、これにより全ワークピース
は処理前に一つのカセットから取り出され、処理後同一カセットにおけるオリジ
ナルのスロットに他のカセットにおけるいかなるワークピースも処理を開始する
前に戻される請求の範囲９若しくは１５に記載の方法。 - 【請求項２２】 有効処理しつつ同時に実行する工程は１つのカセットからワークピースを交互
にかつ同期的に取り出しかつ戻す工程を更に具備し、これにより全ての奇数番号
のワークピースは一つのチャンバにて処理されかつ全ての偶数番号のワークピー
スは他のチャンバにて処理され、しかし、全てのワークピースは単一カセットに
おけるオリジナルのスロットに戻される請求の範囲９若しくは１５に記載の方法
。 - 【請求項２３】 そのチャンバを減圧するバキュームポンプを作動すると同時に減圧工程間にお
いてスロットル弁を迂回し、かつウエーハの処理の間スロットル弁に連結された
そのチャンバのプロセスガスバキュームポンプを作動させることによりチャンバ
の作動圧を安定化する工程を更に具備した請求の範囲９若しくは１５に記載の方
法。 - 【請求項２４】 一つのチャンバの大気圧に対する通気を他のチャンバにおけるプロセスガス流
を阻害することなく行う工程を更に具備する請求の範囲９若しくは１５の方法。 - 【請求項２５】 一つのチャンバの初期段階での緩慢な通気に同チャンバの急速通気を即座に後
続させる工程を更に具備した請求の範囲２４に記載の方法。 - 【請求項２６】 初期の緩慢通気工程は小オリフィス弁の開弁工程を更に具備し、急速通気工程
は開放した小オリフィス弁を閉鎖し、大オリフィス弁を開放し、かつチャンバを
加圧された充填タンクからのガスにて充填する工程を更に具備した請求の範囲２
５に記載の方法。 - 【請求項２７】 チャンバへの空気及び湿気の流入のため僅かづつのパージを行いつつチャンバ
の通気をチャンバに対するガスを提供により行う工程を更に具備する請求の範囲
９若しくは１５に記載の方法。 - 【請求項２８】 負圧リザーバ等価物の提供により単一の負圧ポンプに対する双方のチャンバの
連結時に一つのチャンバから他のチャンバを隔離するための相互作用防止の工程
を更に具備した請求の範囲９若しくは１５の方法。 - 【請求項２９】 負圧リザーバ等価物の提供による相互作用防止の工程は、一つのチャンバの空
気バーストが負圧配管を介して負圧ポンプに伝達するのを防止しかつウエーハを
処理するチャンバへの他のラインをバックアップする工程を更に具備した請求の
範囲２８に記載の方法。 - 【請求項３０】 負圧リザーバ等価物の提供による相互作用防止の工程は、負圧配管を十分に長
くかつ十分に径を大きくする工程を更に具備し、これにより空気バースト圧力は
空間を均圧化しかつ充填し、かつ減圧が行われている側での配管におけるポンプ
に達するまでの時間により空気バースト圧力は非常に低くなっている請求の範囲
２９に記載の方法。 - 【請求項３１】 等価物の提供による相互作用防止の工程は、小オリフィス弁を通しての空気バ
ーストの通過による減圧下のチャンバからの空気の初期バースを低速とし、これ
に続き、１若しくは２秒後に大オリフィス弁を介して空気バーストを通過させる
ことによりチャンバから残留空気を急速吸引する高いコンダクタンスを提供する
工程を更に具備する請求の範囲２９の方法。 - 【請求項３２】 各チャンバから繊維光学系を通しモノクロメータへの光繊維光伝達によりプロ
セスの端部点を検出するための受光工程を更に具備した請求の範囲９若しくは１
５に記載の方法。 - 【請求項３３】 光繊維光伝達によりプロセスの端部点を検出するための受光工程は、チャンバ
のそれぞれの一つが、二つのチャンバからの信号が合成される無スイッチ接合部
を通して処理を行っている最中のみ各チャンバからの光放射を通過させる工程を
更に具備する請求の範囲３２に記載の方法。 - 【請求項３４】 単一第１ステージプロセス及び第２ステージプロセッサの２連チャンバを通し
てワークピースを処理する連続方法であって： (a) 第２ステージのプロセッサの第１チャンバに被処理ワークピースを初期装
填する工程と、 (b) 第１ステージプロセッサを作動のため準備する工程と、 (c) 第１パスを開放しかつ第２パスを閉鎖しつつ第１ステージプロセッサの出
力を第１パスのみに導く工程と、 (d) 共通の電力源を第１ステージプロセッサＯＮとなるよう切り替える工程と
、 (e) 第１段階の出力を使用して第１チャンバにおけるワークピースを完了に至
るまで処理しつつ、同時に第２段階の第２チャンバに被処理ワークピースを初期
装填する段階と、 (f) 第２パスを開放しかつ第１パスを閉鎖しつつ第１ステージプロセッサの出
力を第２パスのみに導く工程と、 (g) 第１段階の出力を使用して第２チャンバにおけるワークピースを完了に至
るまで処理しつつ、同時に第１チャンバから処理済のワークピースを取り出しつ
つ第１チャンバを処理すべき別のワークピースにて再装填する工程と、 (h) 第１パスを開放しかつ第２パスを閉鎖しつつ第１ステージプロセッサの出
力を第１パスのみに導く工程と、 (i) 第１チャンバにおけるワークピースを完了に至るまで処理しつつ、同時に
第２チャンバから処理済のワークピースを取り出しかつ第２チャンバに処理すべ
き別のワークピースを再装填する工程と、 (j) 上記工程(f) −(i) を連続的に繰返す工程と、 を具備した方法。 - 【請求項３５】 単一第１ステージプロセス及び第２ステージプロセッサの２連チャンバを通し
てワークピースを処理する連続方法であって： (a) 第１ステージの出力を第１パスのみに導き第２パスを閉鎖する工程と、 (b) 第１チャンバにおけるワークピースを完了に至るまで処理しつつ、同時に
第２チャンバから処理済のワークピースを取出しかつ第２チャンバに処理すべき
他のワークピースを再装填する段階と、 (c) 第２パスを開放しかつ第１パスを閉鎖しつつ第１ステージプロセッサの出
力を第２パスのみに導き、かつ第１パスを閉鎖する工程と、 (d) 第１ステージの出力を使用しつつ第２チャンバにおけるワークピースを完
了に至るまで処理しつつ、同時に第１チャンバから処理済のワークピースを取り
出しかつ第１チャンバを処理すべき別のワークピースにて再装填する工程と、 (e) 上記工程(a) −(d) を連続的に繰返す工程と、 を具備した方法。 - 【請求項３６】 前記指向工程は単一のプラズマアプリケータからのプラズマプ励起ガスの出力
を偏倚させる工程を更に具備する請求項３４若しくは３５に記載の方法。 - 【請求項３７】 前記指向工程は前記出力を一対の処理チャンバの一つのパスに対し交互に阻止
する工程を更に具備する請求の範囲３４若しくは３５に記載の方法。 - 【請求項３８】 前記交互阻止を行う工程は共通偏倚プレートにより前記出力を偏倚させる請求
の範囲３７に記載の方法。 - 【請求項３９】 前記閉鎖工程は他のチャンバに対するパス内の弁を閉鎖することにより処理中
のチャンバにおいてバキュームを維持する工程を更に具備する請求の範囲３４若
しくは３５に記載の方法。 - 【請求項４０】 ワークピースの連続処理を行う２連チャンバ装置であって： 二つのチャンバ間で切り替え可能な共通の電力源を備え、 第１チャンバは、電力源が印加されONとなったとき、ワークピースをしてその
完了に至るまでの処理を行い、 ワークピースを第１の処理チャンバ内で処理しつつ処理済のワークピースを第
２チャンバから実質的に大気圧下で取出しかつ第２チャンバに処理すべき他のワ
ークピースにて再装填するロボットを具備し、 第２チャンバは動力源が印加されスイッチＯＮされたとき他のワークピースを
強負圧下でその完了まで処理し、 ロボットは処理済のワークピースを実質的に大気圧下で第１チャンバから取出
し、かつ第１チャンバに他の被処理ワークピースを装填しつつその間ワークピー
スは第２チャンバにおいて処理を受けており、かつ、 電力源の繰返し的同期的交互制御、ロボットの移動及び上述のチャンバ処理の
ためのコンピュータを具備した装置。 - 【請求項４１】 前記チャンバは相互に近接位置する請求の範囲４０に記載の装置。
- 【請求項４２】 電力源はマイクロ波である請求の範囲４０に記載の装置。
- 【請求項４３】 電力源は一対の処理チャンバ間で同期的にマルチプレックスされる共通高周波
電力源である請求の範囲４０に記載の装置。 - 【請求項４４】 各ワークピースは基板であり、処理チャンバは下流プラズマリアクタを更に有
している請求の範囲４０に記載の装置。 - 【請求項４５】 各ワークピースは基板であり、処理チャンバはチャンバ内臓型プラズマリアク
タを有している請求の範囲４０に記載の装置。 - 【請求項４６】 チャンバ無駄作業時間はチャンバ処理時間と実質的に重複しない請求の範囲４
０に記載の装置。 - 【請求項４７】 ロボットは二つのグリッパを有し、その一方のグリッパをしてワークピースの
処理を丁度完了したチャンバに近接した他のグリッパと交換準備させつつカセッ
トからの新規ワークピースの取出しを交互にかつ同期して完了するようにされ、
かつチャンバ無駄作業時間はチャンバ処理時間より短い請求の範囲４０に記載の
装置。 - 【請求項４８】 ロボット待機時間は実質的にゼロである請求の範囲４７に記載の装置。
- 【請求項４９】 ロボット待機時間は近似的にゼロである請求の範囲４７に記載の装置。
- 【請求項５０】 チャンバに近接して支持された二つのカセットを有し、処理に先立ち一つのカ
セットから全ワークピースは交互にかつ同期的に取り出され、処理後に他のカセ
ットに復帰される請求の範囲４０に記載の装置。 - 【請求項５１】 チャンバに近接して支持された二つのカセットを有し、処理に先立ち一つのカ
セットから全ワークピースは交互にかつ同期的に取り出され、処理後でかつ他の
カセットにおけるワークピースが処理開始前に同一カセットの元のスロットに復
帰される請求の範囲４０に記載の装置。 - 【請求項５２】 カセットはチャンバに近接配置され、かつ交互的かつ同期的に、全ての奇数番
号のワークピースは一つのチャンバ内で処理され、全ての偶数番号のワークピー
スは他のチャンバ内で処理され、しかし、全ワークピースは単一カセット 中の
オリジナルのスロットに復帰される請求の範囲４０に記載の装置。 - 【請求項５３】 チャンバ作動圧力を安定化するためのワークピースの処理中にスロットル弁に
連結されたチャンバプロセッサガスバキュームポンプと、チャンバの減圧中にス
ロットル弁をバイパスするそのチャンバ減圧用バキュームポンプとを有した請求
の範囲４０に記載の装置。 - 【請求項５４】 一方のチャンバを他方のチャンバにおけるガス流を阻害することなく大気に通
気する通気ラインを備えた請求の範囲４０に記載の装置。 - 【請求項５５】 通気ラインは一方のチャンバを初期低速通気する第１の通気ラインと、その直
後にそのチャンバを急速通気する第２の通気ラインとを具備する請求の範囲５４
に記載の装置。 - 【請求項５６】 第１の通気ラインは小オリフィス弁を備え、第２の通気ラインは大オリフィス
弁を備え、かつ加圧充填タンクを備え, 加圧充填タンクは通気ラインに接続され
、チャンバをタンクからのガスにて充填しうる請求の範囲５５に記載の装置。 - 【請求項５７】 各チャンバに連結されるガス配管を備え、該ガス配管を介してガスは徐々にパ
ージされチャンバ内への空気及び湿気の進入を防止し、同時にチャンバは大気に
通気される請求の範囲４０に記載の装置。 - 【請求項５８】 バキューム配管はバキュームリザーバ均等物を備え、これは双方のチャンバを
単一バキュームポンプに接続時に一つのチャンバを他のチャンバから隔離するこ
とによりチャンバ間での相互作用を防止する請求の範囲４０に記載の装置。 - 【請求項５９】 バキュームリザーバ均等物は一つのチャンバの通気時に空気のバーストが負圧
配管を介してバキュームポンプに伝達するのを防止しかつワークピース処理中の
チャンバへの他の配管のバックアップを行う請求の範囲５８に記載の装置。 - 【請求項６０】 バキュームリザーバ均等物は十分に長くかつ十分に径を大きい負圧配管を有し
、これにより空気バースト圧力は空間を均圧化しかつ充填し、かつ減圧が行われ
ている側での配管におけるポンプに達するまでの時間により空気バースト圧力は
非常に低くなっている請求の範囲５９に記載に記載の装置。 - 【請求項６１】 バキュームリザーバ均等物は空気バーストが初期に通過することによる減圧下
のチャンバからの空気の初期バーストを低速とする小オリフィス弁と、１若しく
は２秒後に空気バーストを通過させることによりチャンバから残留空気を急速吸
引する高いコンダクタンスを提供する第オリフィス弁とを具備した請求の範囲５
９に記載の装置。 - 【請求項６２】 プロセッサにより発生される光放射を通過させる繊維光学系を備え、該繊維光
学系は各チャンバ間とモノクロメータ間に接続され、モノクロメータはプロセス
の端部点を検出する光を受け取る請求の範囲４０に記載の装置。 - 【請求項６３】 各チャンバからの繊維光学系が無スイッチ接合部に接合され、無スイッチ接合
部において、チャンバの対応の一つが処理中にのみ生ずる各チャンバからの光放
射が通過中に二つのチャンバからの信号が合成されるようにされる請求の範囲６
２に記載の装置。 - 【請求項６４】 電力源及び２連チャンバは単一第１ステージチャンバとして構成されかつ形成
され、かつ２連ステージプロセスは、 第１ステージは第２ステージの２連チャンバに近接して支持され、かつチャン
バの一つに連結される第１パスと他のチャンバに連結される第２のパスとを有し
、パスのうち一つに取外し自在に指向可能であり、 各パスを選択的に開放及び閉鎖するための各パスにおけるバルブを備え、 第１ステージの出力が第１パスに指向されたとき第２のパスは閉鎖されかつか
つワークピースが第１チャンバにおいて完成まで処理されつつ、処理済のワーク
ピースは第２のチャンバから同時に取り出され処理すべき他のワークピースと交
換され、かつ、 第１ステージの出力が第２パスに指向されたとき第１のパスは閉鎖されかつワ
ークピースが第２チャンバにおいて完成まで処理されつつ、処理済のワークピー
スは第１のチャンバから同時に取り出され処理すべき他のワークピースと交換さ
れる請求の範囲４０に記載の装置。 - 【請求項６５】 出力は単一プラズマアプリケータのプラズマ励起プロセスガスの流れである請
求の範囲６４の装置。 - 【請求項６６】 一対の処理チャンバの一つのパスに対する出口を交互に閉塞するため出口に近
接した取り付けられた共通偏倚板を具備した請求の範囲６５に記載の装置。 - 【請求項６７】 各ワークピースはその全てが一バッチとして同時処理される多数基板を備えた
カセットを具備した請求の範囲４０に記載の装置。 - 【請求項６８】 各ワークピースはその全てが一バッチとして同時処理される多数基板を備えた
カセットを具備した請求の範囲９若しくは１５に記載の方法。 - 【請求項６９】 各ワークピースは基板である請求の範囲９若しくは１５に記載の方法。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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